【正文】 3. 輕載時(shí)頻率降低，降低開關(guān)損耗，保持多路輸出電源中良好的交叉穩(wěn)壓精度。此外， TOP250采用了專利高壓 CMOS技術(shù)，能以高性價(jià)比將高壓功率 MOSFET和所有低壓控制電路集成到一片集成電路中。另外，所有重要參數(shù)（例如流限、頻率、 PWM增益等）的溫度容差及絕對(duì)容差更小、設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)化，系統(tǒng)成本更低。 TOP250采用反激式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以高性價(jià)比將高壓 MOSFET、 PWM控制器、故 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 障自動(dòng)保護(hù)功能及其它控制電路集成到一個(gè)硅片上。 源極 (S) 引腳：這個(gè)引腳是功率 MOSFET的源極連接點(diǎn)，用于高壓功率的回路。是過(guò)壓 (OV)、欠壓 (UV)、降低 DCMAX的線電壓前饋、遠(yuǎn)程開／關(guān)和同步的輸入引腳。連接至源極引腳則禁用此引腳的所有功能。 控制 (C) 引腳：誤差放大器及反饋電流的輸入腳，用于占空比控制。 下圖為我做好的變壓器： 圖 34 變壓器的正面 本章小結(jié) 通過(guò)第二章的對(duì)各種拓 撲電路的分析，結(jié)和所有的因素，我們選擇了合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)選擇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算變壓器的各種參數(shù)。磁芯 的損耗是可以的。另一方面，降低開關(guān)頻率的確能夠降低開關(guān)晶體管的損耗： PQ ≈ K+Af 式 中， K 由通態(tài)損耗決定， A 由開關(guān)速度決定。 132kHZ 時(shí)，對(duì)于 E42 這種材料，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 2286/2=1143G 時(shí)的損耗近似為320mW/cm3 。 現(xiàn)在來(lái)計(jì)算次級(jí)線圈的匝數(shù)（是 48V 匝數(shù)）。著需要特意模具，需要花費(fèi)很多，另一個(gè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題是：氣隙非常小，任何一點(diǎn)很小的氣隙誤差都會(huì)對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響，并進(jìn)一步影響損耗，甚至?xí)?dǎo)致磁芯的飽和。 圖 33 磁芯 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 由于我做的這個(gè)變壓器的開關(guān)頻率為 132kHZ，查一下軟磁鐵氧體材料選擇表， E42 的性能優(yōu)良，能夠適用所設(shè)計(jì)的電路。帶有氣隙磁芯的有效磁路長(zhǎng)度為： le =lm =u*lgap （ 3） 在很多實(shí)際應(yīng)用的例子中，后面一項(xiàng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前面一項(xiàng) u*lgap lm （ 4） 所以這樣的近似是合理的 le ≈ u*lgap （ 5） 注意：制置是一個(gè)近似關(guān)系，并不能保證任何時(shí)候都成立，每一次設(shè)計(jì)的時(shí)候都要檢查一下這個(gè)近似關(guān)系是否成立。 我們已經(jīng)知道（工程上單位取厘米、安和高斯） Bmax=mmaxl ? （ 1） 以及： L=m8e2 l u?? （ 2） 這里 lm 是磁路長(zhǎng)度。而如果開關(guān)頻率也以選定，那么只有通過(guò)減少電感才能增加功率。從實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的材料，我準(zhǔn)備采用 輸出功率更大、設(shè)計(jì)靈活性更強(qiáng)、高 效節(jié)能的集成離線式開關(guān) IC， TOP250，在 TOP250 的典型電路中采用的就是反激式，反激式的輸出功率是幾瓦到幾百瓦，正好符合輸出的要求。這種電阻可以工作于電流模式，也可以工作于電流斷續(xù)模式，而且反激式變換器最常見的工作模式是電流斷續(xù)模式。正激式變換器的變壓器不能存儲(chǔ)能量，因此不像反激式變換器那樣有功率上的限制，變換器只有一個(gè)電感，用來(lái)平滑輸出電容上的電流，正激式變換器可以做到 500W 甚至更大，這對(duì) MOSFET 的要求比較高。 Boost 電路一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，電壓加于電感上，電流以某一斜率上升，并將能量?jī)?chǔ)存在電感中，當(dāng)開關(guān)關(guān)斷時(shí)，電流講過(guò)二極管流向輸出電容和負(fù)載。 6）成本高低：對(duì)離線式電源來(lái)說(shuō)，也可以用 IGBT，否則就考慮 MOSTET 7）電源是否需要空載工作：如果電源需要空載工作，變換器就要工作于電流斷續(xù)模式，除非是同步整流。計(jì)算合適的占空比，不要使占空比太小或太大。 變壓器一次電流與輸入電壓、輸出電壓之間的關(guān)系式為： ilmax = 1TonVTP02 =2P0（ V11 +nV01 ） 從上式可知，當(dāng) P0、 V0 一 帶那個(gè)是， V1 增大， ilmax 減??；當(dāng) V V0 一定時(shí)，i lmax 與 P0(即 I0)成正比，在 V1=V1min ，以及 P0=P0max 時(shí)， ilmax 值最大。在 VT 截止期間，由于 W2 極性翻轉(zhuǎn)式 VD2 導(dǎo)通， T 在 VT 導(dǎo)通期間所存儲(chǔ)的磁能轉(zhuǎn)成電能而釋放，供給負(fù)載。上產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 壓；此電壓使 VT 基極電流增大，導(dǎo)致其集電極電流隨之增大，形成正反饋過(guò)程，使 VT 很快 飽和。 正激電路一般采用電壓疊加的雙正激開關(guān)電路。采用雙線并繞耦合方式。具有鉗位作用，其上的電壓等于輸入電壓 V1，在 VF 再次導(dǎo)通之前，T 中的去磁電流必須釋放到零，即 T 中的磁通必須復(fù)位，否則變壓器 T 將發(fā)生飽和，從而導(dǎo)致 VT 損壞。39。兩端，去磁繞組 W139。由于電路中沒有變壓器，所以輸入和輸出之間沒有隔離。建設(shè)Q1 具有理想的開關(guān)特性，其正向 飽和管壓降可以忽略，所以可以列出以下的方程： VL =V1V0=LdtdiL 由此可得出： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 iL =L1 ? V0)(V1 dt iL = LV0V1 t+Ilmin Q1 導(dǎo)通狀態(tài)終止時(shí)， T=Ton 時(shí)， L1 中的電流達(dá)到最大值，得： Ilmax = LV0V1 Ton+Ilmin 在 Q1 截止期間， L1 中的電流經(jīng)續(xù)流二極管 D1 向負(fù)載釋放能量，假若忽略 D1的正向壓降，則可得出下列方程： V0=LdtdiL 由此可得出： iL =L1 ?V0 dt iL = LV0 t+Ilmax Q1 截止?fàn)顟B(tài)終止時(shí)，即 T=Toff 時(shí)， L1 中的電流下降到最小值，得： Ilmin = LV0 Toff+Ilmax 由上面的公式可得： V0=V1 ToffTonTon? =V1 TTon =DV1 式中 Ton 是開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間， Toff 是開關(guān)截止時(shí)間； T 時(shí)開關(guān)管工作周期， D 是占空比， D=Ton/T。經(jīng)過(guò) Ton 時(shí)間以后，控制信號(hào)使 Q1 截止， L1 中的電流減小， L1 中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量便通過(guò)續(xù)流二極管 D1 傳遞給負(fù)載。由 boost 電路最為顯著的特點(diǎn)可以知道， boost 電路只適用于升壓電路。由于占空比 D總是小于 1， V0 總是大于 V1。所以，如果在 Ton 期間吃內(nèi)存的能量要在 Toff 期間釋放出來(lái)，那么，L1 上的脈沖必定比較高的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 第二章 開關(guān)電源的幾種結(jié)構(gòu) boost 電路 電路圖 圖 21 boost電路 boost 電路的工作原理 Boost 電路（圖 21）即為升壓斬波電路，當(dāng) V1 導(dǎo)通時(shí)，能量從輸入電源流入，并儲(chǔ)存于電感 L1 中，由于 Q1 導(dǎo)通期間正向飽和管壓降很小，故這時(shí)二極管 D1 反偏，負(fù)載由濾波電容 C 供給能量，將 C1 中儲(chǔ)存的電能（ CV0*V0/2）釋放給負(fù)載 R。這種由于技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)的產(chǎn)品創(chuàng)新同時(shí)受到市場(chǎng)的認(rèn)可。隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，電力電源廠商在市場(chǎng)規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)研發(fā)能力上充分重視起來(lái)，以提高品牌影響力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。這種電力行業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變顯著拉動(dòng)了大容量電源的市場(chǎng)需求，從而有效帶動(dòng)開關(guān)電源市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。在電路中引入微機(jī)檢測(cè)和控制，可構(gòu)成多功能監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)、記錄并自動(dòng)報(bào)警等。簡(jiǎn)單地追求高頻化，噪聲也會(huì)隨之增大。 高可靠性：開關(guān)電源使用的元器件相比較比連續(xù)工作電源要少數(shù)十倍，所以可靠性得到了提高。由于外部接線、焊點(diǎn)減少，可靠性顯著提高。 電力電子產(chǎn)品或電路的發(fā)展方向是模塊化、集成化。而半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體器件的材料，性能最優(yōu)越的碳化硅材料由于制造困難，成為阻礙半導(dǎo)體器件發(fā)展的最主要的原因，而利用省話費(fèi)直接從氣態(tài)狀態(tài)生長(zhǎng)晶體，使得碳化硅得到的發(fā)展，從而推動(dòng)了半導(dǎo)體器件的發(fā)展。 20 世紀(jì) 90 年代初《通信用高頻開關(guān)整流器》和《通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)用戶起到了重要作用，對(duì)高頻開關(guān)電源在電信行業(yè)的循序推廣也起到了積極的作用。 服務(wù)：在電力電源市場(chǎng)中，服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力的核心在于服務(wù)趨于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)?；?。所以，未在來(lái)幾年內(nèi)電力電源的價(jià)格主要是隨著原材料價(jià)格的波動(dòng)而波動(dòng)，但是技術(shù)因素的發(fā)展也會(huì)在很大程度上影響開關(guān)電源的價(jià)格。產(chǎn)品性能發(fā)展到一定階段后，人性化設(shè)計(jì)顯得最為重要，怎樣能讓用戶更加輕松、更自如的應(yīng)用產(chǎn)品越來(lái)越受到電力電源廠商的重視。由于其高效節(jié)能可以給我們帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，所以得到了社會(huì)各方面的重視從而能夠得到推廣。它對(duì)電網(wǎng)的適用能力也有較大的提高，一般的串聯(lián)穩(wěn)壓電源允許電網(wǎng)波動(dòng)范圍只有 220V+10%，但是開關(guān)型穩(wěn)壓電源在電網(wǎng)電壓在 110~260V范圍內(nèi)變化時(shí)，都可以獲得穩(wěn)定的輸出電壓。所以它的功耗小，效率可 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 以高達(dá) 70%~95%。 開關(guān)電源的產(chǎn)生 伴隨著計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子設(shè)備越來(lái)越小型化和低成本化，就促使電源朝著輕、薄、小和高效率的方向發(fā)展。但是晶體管串聯(lián)提供穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是通常都需要體積很大而且笨重的工頻變壓器，體積和重量都很大的濾波器，這樣就會(huì)使得傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源占用很多的空間，質(zhì)量也比較大。開關(guān)電源的發(fā)展促使了電力電子器件朝著輕薄化的發(fā)展，開關(guān)電源有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合適的器件，是設(shè)計(jì)開關(guān)電源的重中之重。電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 摘要 針對(duì)晶體管串聯(lián)提供穩(wěn)壓電源的具有體積很大而且笨重的工頻變壓器，體積和重量都很大的濾波器，占用較大空間，質(zhì)量較大，效率較低不適用現(xiàn)在電子技術(shù)的發(fā)展的的缺點(diǎn)，提出了發(fā)展新型電源的意見。 關(guān)鍵字 ：開關(guān)電源；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；穩(wěn)壓管；芯片 電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II Abstract Series to provide power supply for the transistor with large and bulky sizefrequency transformers, size and weight are great filters, occupy a larger space, the quality of larger, less efficient not apply to the development of electronic technology is now the paper proposed the development of new power views. In order to apply more power electronics miniaturization and light requirements, switching power supply soon. Switching power supply using power semiconductor devices as switches, through periodic onoff switch, control switch to adjust the air ponent of the total output voltage, because switching power supply is directly rectified mains voltage, filter, adjustment, no power transformer, high frequency, filter capacitance, inductance is small, so relatively small size, low power consumption and switching power supply on the application of strong power, so switch power gradually replaced the traditional power. Switching power supply prompted the development of po