【正文】 圖63 充電指示電路參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：北京國防工業(yè)出版社,1990[2] . 北京：航空工業(yè)出版社，1992[3] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010[4] 朱小龍,[J].華北礦業(yè)高等?？?
學(xué)校學(xué)報(bào), [5] 高曾輝,[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，[6] 沙占友,[M].北京：北京人民郵電出版社，1998[7] [M].北京：科學(xué)出版社，2001附錄附錄1 本設(shè)計(jì)電路原理圖2 本設(shè)計(jì)PCB。接誤差放大TL431的K極圖62 恒流電路充電指示電路如圖63所示，指示燈為紅色。當(dāng)鋰電池電壓超過5V時(shí)，LM35822輸出低電平，Mos管Q4截止，LM35811正輸入端為412mV。這樣循環(huán)調(diào)節(jié)使得電流控制在400mA。由圖22 UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知：誤差放大器的輸出電減小，也即電流檢測(cè)比較器鉗位電壓減小， UC3842引腳6輸出驅(qū)動(dòng)的占空比減小，從而使輸出電壓減小，這樣就會(huì)使電流減小。LM35811正輸入端為40mV，電流超過400mA時(shí)LM35811輸出低電平，拉低了誤差放大器TL431的K極電位。R47接入到電路中，穩(wěn)壓電源輸出通過R47對(duì)鋰電池做低電流充電。另外，耐壓值和溫度等級(jí)也要足夠[9]。則 （519） 反激式變換器的輸出濾波電容比起其它拓?fù)湫问降碾娐匪艿臎_擊更大,它的選擇好壞對(duì)整個(gè)電源的性能及壽命有舉足輕重的作用。因此，在單端反激式變換器電路設(shè)計(jì)中，開關(guān)管的工作電壓一般在800V以上，通常按900v計(jì)算可安全可靠地工作[8]。晶體管截止時(shí)所承受的尖峰電壓按下面的公式進(jìn)行計(jì)算： （518）公式中，是輸入電路整流濾波后的直流電壓，是最大工作占空比。 在單端反激式變換器電路中。然而，如果R值如果過大，MOS管就存在著被擊穿的危險(xiǎn)。實(shí)際選擇的功率應(yīng)大于計(jì)算功率的兩倍。⑸RCD吸收電路中R值的功率選擇。⑷試驗(yàn)中值得注意的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)到達(dá)計(jì)算值，就應(yīng)當(dāng)立即斷電，待將R值減小后，重復(fù)以上試驗(yàn)。首先假設(shè)一個(gè)RC參數(shù)，再上市電，應(yīng)遵循先低壓后高壓，再由輕載到重載的原則。VRCD＝(VDVDC VDS)*90% （517）⑤VRCD是計(jì)算出理論值，再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，使得實(shí)際值與理論值相吻合； ；MOS管VD應(yīng)當(dāng)小于VDC的2倍； ，那么RCD吸收回路就影響電源效率；VRCD是由VRCD1和VOR組成的；RC時(shí)間常數(shù)τ是依開關(guān)電源工作頻率而定的，一般選擇10~20個(gè)開關(guān)電源周期。④RCD吸收VRCD。VDS是依MOS管VD的10%為最小值。②次級(jí)反射初級(jí)的。在計(jì)算VDC時(shí)，是依最高輸入電壓值為準(zhǔn)。 RCD箝位電路設(shè)計(jì)步驟⑴首先對(duì)MOS管的VD進(jìn)行分段：輸入的直流電壓VDC；次級(jí)反射初級(jí)的VOR；主MOS管VD余量VDS；RCD吸收有效電壓VRCD1。設(shè)計(jì)時(shí)既要限制主MOS管最大反峰，又要RCD吸收回路功耗最小。反饋電壓是反激的,其匝數(shù)比要和幅邊對(duì)應(yīng)至于線徑,因其流過的電流很小,所以就用繞原邊的線繞就可以了,無嚴(yán)格的要求.⑻確定電感量根據(jù)L=Vs*Ton / (Ip *) （514）這樣就確定了原邊電感的值.⑼驗(yàn)證設(shè)計(jì)即驗(yàn)證一下最大磁感應(yīng)強(qiáng)度是不是超過了磁芯的允許值,有Bmax=L*Ip/Ae*Np （515）其中Bmax，L，Ip，Ae，Np分別表示磁通最大值,原邊電感量,峰值電流,磁芯橫截面積，原邊匝數(shù),這個(gè)公式是從電感量L的概念公式推過來的,因?yàn)殡姼械扔诖沛?流過電感線圈的電流,磁鏈等于磁通乘以其匝數(shù),而磁通就是磁感應(yīng)強(qiáng)度乘以其截面積,分別代入到上面,即當(dāng)原邊線圈流過峰值電流時(shí),此時(shí)磁芯達(dá)到最大磁感應(yīng)強(qiáng)度, ,若是好的磁芯,可以大一些,若是超過了這個(gè)值,就可以增加原邊匝數(shù),或是換大的磁芯來調(diào)。要算副邊的線徑,就要先算出副邊的電流有效值有突起的時(shí)間是1D,沒有突起的是D,剛好和原邊相反,但其的值和原邊相同的這個(gè)峰值電流就是原邊峰值電流乘以其匝數(shù)比,要比原邊峰值電流大數(shù)倍。另外，因?yàn)楦哳l電流有趨效應(yīng)，若是電流很大,最好采用兩股或是兩股以上的線并繞,這樣效果更好.⑹確定次級(jí)繞組的參數(shù)圈數(shù)和線徑原邊就是選定感應(yīng)電壓放電給副邊的,因?yàn)楦边呡敵鲭妷簽?1V,加上肖特基管的壓降,原邊以80V的電壓放電,: （513）其中為肖特基管壓降。然后確定線徑。這個(gè)公式來源于法拉第電磁感應(yīng)定律,這個(gè)定律是說,在一個(gè)鐵心中,當(dāng)磁通變化的時(shí)候,其會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓,這個(gè)感應(yīng)電壓=磁通的變化量/時(shí)間T再乘以匝數(shù)比,把磁通變化量換成磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量乘以其面積就可以推出上式來。⑸計(jì)算變壓器的原邊匝數(shù),要選定一個(gè)磁芯的振幅B,即這個(gè)磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化區(qū)間,因?yàn)榧由戏讲妷汉?這個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度是變化的,正是因?yàn)樽兓?所以其才有了變壓的作用. 所以原邊匝數(shù): （511）這幾個(gè)參數(shù)依次是原邊匝數(shù),最小輸入電壓,導(dǎo)通時(shí)間,磁芯的橫截面積和磁芯振幅,取得越小,變壓器的鐵損就越小,但相應(yīng)變壓器的體積會(huì)大些。是輸出功率 單位W。f是開關(guān)頻率 單位KHZ。⑷選定變壓器磁芯根據(jù)窗口面積和磁芯截面積有式510計(jì)算來選擇磁芯。所以對(duì)應(yīng)于相同的功率,也就是有相同的輸入電流時(shí),其有效值和這些參數(shù)是有關(guān)的,適當(dāng)?shù)恼{(diào)整參數(shù),使有效值最小,發(fā)熱也就最小,損耗小，這樣便可以優(yōu)化設(shè)計(jì)。緊接著求電流的有效值I,電流有效值和平均值是不一樣的,可以對(duì)應(yīng)很多個(gè)有效值,若是把的值選得越大,有效值就會(huì)越大,有效值還和占空比D也有關(guān)系,。當(dāng)取1即為電流斷續(xù)模式，當(dāng)01時(shí)即為電流連續(xù)續(xù)模式。為了求電流峰值我們還要設(shè)定一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)就是，所謂，就是指最大脈動(dòng)電流和峰值電流的比值，的取值范圍在0和1之間?！鱅MIPIti圖54 原邊電流波形因?yàn)檩敵龉β食孕示褪禽斎牍β?，然后輸入功率再除以輸入電壓就是輸入電流，這個(gè)就是平均值電流。 ⑶確定原邊電流波形的參數(shù)原邊電流波形有三個(gè)參數(shù),平均電流,有效值電流,峰值電流.,首先要知道原邊電流的波形,原邊電流的波形如圖54所示。移項(xiàng)可得： （56）此即是最大占空比。⑵選定原邊感應(yīng)電壓這個(gè)值是由設(shè)計(jì)者來設(shè)定的，它決定了電源的占空比。最大功率為21V*=。輸出直流21V。⑴首先明確已知參數(shù)和設(shè)定參數(shù)采用反激式開關(guān)電源線路。設(shè)計(jì)變壓器，就是要先選定一個(gè)工作點(diǎn)，在這個(gè)工作點(diǎn)上算，這個(gè)是最苛刻的一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是最低的交流輸入電壓，對(duì)應(yīng)于最大的輸出功率。這樣可以讓其的發(fā)熱盡量小，對(duì)器件的磨損也盡量小。對(duì)于反激式開關(guān)電源的斷續(xù)模式，磁芯復(fù)位一般是不成問題的。當(dāng)電路等設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)，每次磁芯不能完全復(fù)位，一次次的積累，在若干周期內(nèi)磁芯飽和。在工作過程中，根據(jù)磁飽和的形式分兩種情況：一次性飽和：當(dāng)反饋環(huán)路突然失控時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通一直持續(xù)，直到過大的Ip使磁芯飽和而使開關(guān)管立即為防止磁芯飽和反激式開關(guān)變壓器磁芯一般都留氣隙，顯著擴(kuò)大磁場(chǎng)強(qiáng)度的范圍，但僅靠氣隙并不能完全解決磁芯飽和的問題，由磁感應(yīng)定律很容易得出： （52） 由52式知：磁感應(yīng)強(qiáng)度與輸入電壓和導(dǎo)通時(shí)間有關(guān)。由于反激式開關(guān)變壓器的特殊性，磁芯飽和問題在反激式變換器的設(shè)計(jì)中尤為重要。 磁芯飽和時(shí)，很短時(shí)間內(nèi)極易使開關(guān)管損壞。初級(jí)的全部電流用于磁芯沿磁滯回線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電能向磁能的轉(zhuǎn)換；這種情況極易使磁芯飽和。 正激式變壓器和上述基本一樣，初級(jí)繞組的電流也由勵(lì)磁電流和負(fù)載電流兩部分組成；在初級(jí)繞組有電流的同時(shí)，次級(jí)繞組也有電流，初級(jí)負(fù)載電流分量去平衡次級(jí)電流，激勵(lì)電流分量會(huì)使磁芯沿磁滯回線移動(dòng)。勵(lì)磁電流在變壓器中必須存在，并且在整個(gè)工作過程中保持恒定。對(duì)一般變壓器而言，原邊繞組的電流由兩部分組成，一部分是負(fù)載電流分量，它的大小與副邊負(fù)載有關(guān)；當(dāng)副邊電流加大時(shí)，原邊負(fù)載電流分量也增加，以抵消副邊電流的作用。總之，在高頻電源變壓器絕緣結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要統(tǒng)籌考慮漏感和絕緣強(qiáng)度問題。還有，原繞組一般為高壓繞組，匝數(shù)不能太少，否則，匝間或者層間電壓相差大，會(huì)引起局部短路。絕緣隔離通過原邊和副邊繞組的絕緣結(jié)構(gòu)來完成。漏感大小與原繞組匝數(shù)的平方成正比。繞組匝數(shù)設(shè)計(jì)成多少，只要不改變?cè)褦?shù)比，就不影響電壓變換。電壓變換通過原邊和副邊繞組匝數(shù)比來完成。而不直接與磁通密度有關(guān)。傳送功率決定于電感磁芯儲(chǔ)能，而儲(chǔ)能又決定于原繞組的電感。雙方向變化工作模式磁通度從+ Bm變化到Bm，或者從Bm變化到+Bm。磁通密度變化值△B=BmBr。在功率傳送過程中，磁芯又分為磁通單方向變化和磁通雙方向變化兩種工作模式。功率傳送有兩種方式。電容量過大，影響設(shè)備的絕緣性能。C21，C22為旁路電容，又稱Y電容。⑵濾除共模干擾信號(hào)L3，L4，C21，C22用于濾除共模干擾信號(hào)。用陶瓷電容或聚脂薄膜電容效果更好。電感量幾毫亨至幾十毫亨。L1,L2,C1用于濾除差模干擾信號(hào)。該電路對(duì)共模和差模紋波干擾均有較好抑制作用。 濾除干擾信號(hào)為了減小差模干擾和共模干擾需要在電源進(jìn)線端和電源輸出線端分別加入濾波電路。 輸入濾波電路 差模干擾和共模干擾概念電壓電流的變化通過導(dǎo)線傳輸時(shí)有二種形態(tài),我們將此稱做共模和差模.設(shè)備的電源線,電話等的通信線,與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交換的通訊線路,至少有兩根導(dǎo)線,這就是地線.干擾電壓和電流分為兩種:一種是兩根導(dǎo)線分別做為往返線路傳輸。瞬間的能量消耗在壓敏電阻上，在選擇壓敏電阻時(shí)應(yīng)按下述步驟進(jìn)行。壓敏電阻起到一個(gè)可變阻抗的作用。用在這種環(huán)境中最通用的抑制干擾器件是金局氧化物壓敏電阻瞬態(tài)電壓抑制器。由此可見，雖然電壓尖峰持續(xù)的時(shí)間很短，但是它確有足夠的能量使開關(guān)電源的輸入濾波器、開關(guān)晶體管等造成致命的損壞。受嚴(yán)重的雷電影響，電網(wǎng)上的高壓尖峰可達(dá)5kV。 輸入尖峰電壓保護(hù)在一般情況下，交流電網(wǎng)上的電壓為115v或230v左右，但有時(shí)也會(huì)有高壓的尖峰出現(xiàn)。由于熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，隨著電阻的加熱，其電阻值開始下降，如果熱敏電阻選擇得合適，在負(fù)載電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其阻值應(yīng)該是最小。這樣，由于阻值較大，它