【正文】 30。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，趙老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此成文之際，謹(jǐn)向趙老師表示衷心的感謝。主要參考文獻(xiàn)：【1】李成章．電源【M】．北京： 電子工業(yè)出版社， 1990．01，3436【2】馬洪濤登．新型交流調(diào)壓控制系統(tǒng)及應(yīng)用【N】河北省科學(xué)院學(xué)報(bào)，19970113【3】Ben Duncan，鐘旋，薛車雄．高性能音頻放大器【M】．北京：人民郵電出版社，1996．12，5559【4】沙占友．單片開關(guān)電源的發(fā)展及其應(yīng)用【M】．北京：中國(guó)電力出版社， 2000．01，0713【5】沈家瑞．單片開關(guān)式集成穩(wěn)壓器的原理及應(yīng)用【J】．電子科學(xué)技術(shù)，1900，08：2225【6】王水平，王保保，賈靜．單片開關(guān)電源【M】北京：人民郵電出版社，1996．04，1629【7】周志敏等．LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)100例．LED應(yīng)用技術(shù)系列書【M】．北京：中國(guó)電力出版社， 2008．01，6771【8】沙占為．小功率線性穩(wěn)壓電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)【J】電子技術(shù)，1997，01：0306【9】沙占友等．特種集成電源最新應(yīng)用技術(shù)【M】．北京：人民郵電出版社，2000．10，243248【10】王曉君，唱春來(lái)，李春明．單片AC/DC變換式精密開關(guān)電源【M】．合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1999．12，2934【11】陳凱良，竺樹生．恒流源及其應(yīng)用電路【M】．浙江： 浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1992．01，4144【12】沙占友．單片COMS不間斷電源【J】工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置1996，02：0912【13】沙占友．基準(zhǔn)電壓源的應(yīng)用【J】集成電路應(yīng)用， 1991，01：0513【14】錢振宇．電源線濾波器及其應(yīng)用【J】上海電器技術(shù)，1996，1：1822致謝本研究及學(xué)位論文從最初的選題直至最終定稿成文，是在我的導(dǎo)師趙光海老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。本控制器采用電壓，電流雙控制環(huán)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，工作在恒壓狀態(tài)時(shí)，電壓環(huán)起作用，到達(dá)恒流點(diǎn)后，自動(dòng)切換至恒流狀態(tài)工作，電流環(huán)起作用，從而提高控制器的穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度。6 總結(jié)UC3842是目前流行的電流型PWM信號(hào)發(fā)生器，具有精度高、電壓穩(wěn)定、外圍電路簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，～、功率為20～60W的小型功率開關(guān)電源中。在這里提出另一種減小二極管尖峰電壓有效的方法：即整流二極管并聯(lián)。這時(shí)候變壓器的漏感(或附加的諧振電感)就開始和關(guān)斷的整流二極管的電容諧振。 當(dāng)副邊電壓為零時(shí)，在全橋整流器中4只二極管全部導(dǎo)通，輸出濾波電感電流處于自然續(xù)流狀態(tài)。 在大功率的整流電路中，次級(jí)整流橋電路存在較大雜散電感，輸出整流管在換流時(shí)，由于電路中存在寄生振蕩，整流管會(huì)承受較大的尖峰電壓，尖峰電壓的存在提高了對(duì)整流二極管的耐壓要求，也將帶來(lái)額外的電路損耗。 并聯(lián)整流二極管減小尖峰電壓 (3)采用快速恢復(fù)二極管DD7整流。濾波電感采用150μH的電感，可濾除高頻噪聲。還有功率管器件在開關(guān)的過(guò)程中引起的高頻噪聲。 (1)輸入電源的噪聲，是指輸入電源中所包含的交流成分。開關(guān)電源輸出端中對(duì)波紋幅值的影響主要有以下幾個(gè)方面。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅外接元器件較少，而且在電壓采樣電路中采用了三端可調(diào)穩(wěn)壓管，使得輸出電壓在負(fù)載發(fā)生較大的變化時(shí)，輸出電壓基本上沒(méi)有變化。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，取樣電壓VR7也隨之升高，設(shè)定電壓大于基準(zhǔn)電壓(TL431的基準(zhǔn)電壓為2．5V)，使TL431內(nèi)的誤差放大器的輸出電壓升高，致使片內(nèi)驅(qū)動(dòng)三極管的輸出電壓降低，也使輸出電壓Vo下降，最后Vo趨于穩(wěn)定；反之，輸出電壓下降引起設(shè)置電壓下降，當(dāng)輸出電壓低于設(shè)置電壓時(shí)，誤差放大器的輸出電壓下降，片內(nèi)的驅(qū)動(dòng)三極管的輸出電壓升高，最終使得UC3842的腳1的補(bǔ)償輸入電流隨之變化，促使片內(nèi)對(duì)PWM比較器進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變占空比，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。利用TL43l可調(diào)式精密穩(wěn)壓器構(gòu)成誤差電壓放大器和電流放大器AD8022，再通過(guò)線性光耦對(duì)輸出進(jìn)行精確的調(diào)整。 反饋電路一旦故障排除，自動(dòng)恢復(fù)開關(guān)RF在5s之內(nèi)快速恢復(fù)阻抗。如果電網(wǎng)的電壓低于85V，UC3842的腳1電壓也下降，當(dāng)下降lV(正常值是3．4V)以下時(shí)，PWM比較器輸出高電平，使PWM鎖存器復(fù)位，關(guān)閉輸出。這時(shí)，UC3842的腳6無(wú)輸出，MOS管S1截止，從而保護(hù)了電路。如果由于某種原因，輸出端短路而產(chǎn)生過(guò)流，開關(guān)管的漏極電流將大幅度上升，R9兩端的電壓上升，UC3842的腳3上的電壓也上升。 短路過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護(hù)電路隨著UC3842的啟動(dòng)，R1的工作也就基本結(jié)束，余下的任務(wù)交給反饋繞組，由反饋繞組產(chǎn)生電壓給UC3842供電。它們的組合應(yīng)用對(duì)電磁干擾由很強(qiáng)的衰減旁路作用。以下對(duì)各個(gè)模塊的原理和功能進(jìn)行分析。開關(guān)電源控制電路是一個(gè)電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。5．4 系統(tǒng)原理 理想空載下電流型PWM電路簡(jiǎn)言之，PWM信號(hào)的上升沿由振蕩器下降沿決定，而PWM的下降沿由電感電流限值信號(hào)和誤差信號(hào)Ue共同決定，最大脈寬的下降沿受振蕩器上升沿控制。當(dāng)時(shí)鐘輸出為高電平時(shí)，或非門輸出始終為低電平，封鎖PWM，這段時(shí)間由時(shí)鐘振蕩器OSC輸出脈沖寬度決定，即PWM信號(hào)的死區(qū)時(shí)間。經(jīng)無(wú)感電阻R1采樣Ud=R1 　　L設(shè)V導(dǎo)通，則有 　 電路工作過(guò)程如下：當(dāng)M1導(dǎo)通時(shí)，它在變壓器初級(jí)電感線圈中存儲(chǔ)能量，與變壓器次級(jí)相連的二極管VD處于反偏壓狀態(tài)，所以二極管VD截止，在變壓器次級(jí)無(wú)電流流過(guò)，即沒(méi)有能量傳遞給負(fù)載；當(dāng)M1截止時(shí)，變壓器次級(jí)電感線圈中的電壓極性反轉(zhuǎn)，使VD導(dǎo)通，給輸出電容C充電，同時(shí)負(fù)載R上也有電流I流過(guò)。 DC/DC轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換器是開關(guān)電源中最重要的組成部分之一，其有5種基本類型：?jiǎn)味苏な?、單端反激式、推挽式、半橋式和全橋式轉(zhuǎn)換器。 電流型PWM集成控制器已經(jīng)產(chǎn)品化，極大推動(dòng)了小功率開關(guān)電源的發(fā)展和應(yīng)用，電流型PWM控制小功率電源已經(jīng)取代電壓型PWM控制小功率電源。傳統(tǒng)的開關(guān)電源普遍采用電壓型脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)，而近年電流型PWM技術(shù)得到了飛速發(fā)展。UC3842主要用于高頻中小容量開關(guān)電源，用它構(gòu)成的傳統(tǒng)離線式反激變換器電路在驅(qū)動(dòng)隔離輸出的單端開關(guān)時(shí)，通常將誤差比較器的反向輸入端通過(guò)反饋繞組經(jīng)電阻分壓得到的信號(hào)與內(nèi)部2．5V基準(zhǔn)進(jìn)行比較，誤差比較器的輸出端與反向輸入端接成PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，誤差比較器的輸出端與電流采樣電壓進(jìn)行比較，從而控制PWM序列的占空比，達(dá)到電路穩(wěn)定的目的。輸出電壓將決定變壓器的變壓比。腳3是電流檢測(cè)輸入端，與電阻配合，構(gòu)成過(guò)流保護(hù)電路。其中腳1外接阻容元件，用來(lái)補(bǔ)償誤差放大器的頻率特性?！?(4)%/V,能同第二代線性集成穩(wěn)壓器(例如LM317),正常工作電流為15mA.(5)除具有輸入端過(guò)壓保護(hù)與輸出端過(guò)流保護(hù)電路外,還設(shè)有欠壓鎖定電路,使工作穩(wěn)定,可靠.(6)最高輸入電壓Vom=30V,輸出最大峰值電流Ipm=1A,本身最大功耗Pdm=1W,最大輸出功率Pom=50W.5．2 UC3842工作原理由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)、電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無(wú)論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是比較理想的新型的控制器閉。所謂電流型脈寬調(diào)制器是按反饋電流來(lái)調(diào)節(jié)脈寬的。 5 高效率恒流PWM開關(guān)電源高效率恒流PWM開關(guān)電源一般用UC3842 和TNY279設(shè)計(jì)，本文將先對(duì)UC3842進(jìn)行研究討論，然后以UC3842設(shè)計(jì)一款高效率恒流PWM開關(guān)電源，對(duì)其進(jìn)行分析討論。當(dāng)S1合上時(shí)，C1的左端通過(guò)S1接地，電容C2上的電荷通過(guò)DL2轉(zhuǎn)移到C1中。并且C2的電位通過(guò)DD5箝位到輸出電壓。C1的極性如圖1所示。圖中B1為整流橋，L1為PFC升壓電感，D1為隔直二極管，S1為開關(guān)管，C1，C2，D2，D3和D4，L2組成無(wú)損吸收網(wǎng)路，C3為輸出濾波電容。在通用線路輸入下，最高AC線路電壓往往達(dá)270V，故PFC變換器輸出DC電壓少是380V（270***V），通常都設(shè)置在400V的電平上。有源PFC變換器之所以幾乎全部采用升壓型式，主要是在輸出功率一定時(shí)有較小的輸出電流，從而可減少輸出電容器的容量和體積，同時(shí)也可減少升壓電感元件的繞組線徑。二、有源PFC升壓變換器有源PFC電路相當(dāng)復(fù)雜，但半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展為該技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。PFC分無(wú)源和有源兩種類型，目前流行的是有源PFC技術(shù)。都對(duì)AC線路電流諧波作出了具體的限制要求。PF=cosψ1/（1+THD2）1/2實(shí)測(cè)表明，對(duì)于未采取PFC措施的電子鎮(zhèn)流器，僅三次諧波就達(dá)60％（以基波為100％），THD會(huì)超過(guò)電流基波。這種嚴(yán)重失真的電流波形含有大量的諧波成份，引起線路功率因數(shù)嚴(yán)重下降。）。根據(jù)橋式整流二極管的單向?qū)щ娦裕挥性贏C線路電壓瞬時(shí)值高于濾波電容上的電壓時(shí)，整流二極管才會(huì)因正向偏置而導(dǎo)通，而當(dāng)AC輸入電壓瞬時(shí)值低于濾波電容上的電壓時(shí)，整流二極管因反向偏置而截止。由于濾波電容的充、放電作用，在其兩端的直流電壓出現(xiàn)略呈鋸齒波的紋波。PFC方案完全不同于傳統(tǒng)的功率因數(shù)補(bǔ)償，它是針對(duì)非正弦電流波形而采取的提高線路功率因數(shù)、迫使AC