【正文】 這次設(shè)計，讓我受益匪淺，我要特別感謝江蘇技術(shù)師范學(xué)院電信學(xué)院劉素芬老師在我陷入困境時的熱情地指導(dǎo)！ XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 43 頁 共 43 頁 參考文獻(xiàn) ［ 1］沙占友．特種集成電源最新應(yīng)用技術(shù)［ M］北京：人民郵電出版社， 2021． ［ 2］張 占松．開關(guān)電源的原理與設(shè)計［ M］北京：電子工業(yè)出版社， 1999． ［ 3］蘇開才．現(xiàn)代功率電子技術(shù)［ M］北京：國防工業(yè)出版社， 1995． ［ 4］章夔．電視機維修技術(shù)［ M］北京：高等教育出版社， 1991． 。最后 終于 完成 了 實際的總體電路，制作出 了 符合設(shè)計要求的開關(guān)電源 。 5． 4 故障分析與排除 在調(diào)試過程中，也出現(xiàn)了一些故障，其 故障原因 及現(xiàn)象 ： ① 開關(guān)管 13003 因在焊接時，加熱時間過長而損壞 ，導(dǎo)致輸出無電壓 ； ② 輸入整流濾波電容接反而被炸裂； ③ 光耦因在焊接時，加熱時間過長而損壞，導(dǎo)致輸出電壓偏高； ④ 開關(guān)管 13003 的金屬 面和 R3 接觸而導(dǎo)致燒管子 等。 2． 調(diào)試注意事項 ① 調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)元件或安裝有問題需要更換或修改時，應(yīng)關(guān)斷電源，待更換完畢認(rèn)真檢查后方可重新通電。 4pin的輸出端 ， 有一邊的兩個 pin 為短接，此為 +5V的電壓輸出，另外一邊的一個 pin 為 +24V 的電壓輸出，中間單獨的一 個 pin 為它們的公共接地端。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，排除故障后可重新通電。 檢查 的方式有兩種：一種是按照設(shè)計電路 裝配圖 檢查安裝電路，在安裝好的電路中按電路圖一一對照檢查；另一種方法是 用萬用表的 R 100檔測量靜態(tài)參數(shù)，測量 2pin 輸入端正、反向電阻均為無窮大，測量開關(guān)變壓器輸入端 4 腳的正、反向電阻分別為無窮大和 3K。 Tl43 R R1 R12 及 PC817C組成 的電路進(jìn)行 取樣反饋 到逆變器去控制開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時間，以改變輸出脈沖的寬度，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。 L1 QL2 C R4 組成逆變 電路，將直流電變成高頻交流電。 Q2 導(dǎo)通以后，對 Q1 的基極進(jìn)行分流，迫使開關(guān)調(diào)整管 Q1 進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，從而避免了 Q1 上的電流太大而被燒壞的危險。用于防止負(fù)載端出現(xiàn)短路或當(dāng)所帶的負(fù)載加重等原因引起的電流急劇增加時，過大的電流燒壞開關(guān)調(diào)整管 Q1。 Q2導(dǎo)通以后，對Q1 的基極進(jìn)行分流，從而使 Q1提前由平頂期轉(zhuǎn)到間歇期，使開關(guān)變壓器 T1 的 L13 繞組儲能減少，輸出電壓降低，實現(xiàn)了對輸出電壓的穩(wěn)定。 因為在 TL431 的內(nèi)部含有一個 的基準(zhǔn)電壓， R11 和 R10為固定電阻，兩者串聯(lián)對 +5V 的輸出電壓進(jìn)行分壓取樣，在 R10 上得到取樣電壓，將該取樣電壓加在 TL431 的 REF端。其工作工作過程簡述如下：當(dāng)有電流流過發(fā)光二極管時，便產(chǎn)生一個光源，光的強度取決于激勵電流 的大小，此光照射到封裝在一起的光敏三極管 VT 上后，控制 VT 產(chǎn)生一個與發(fā)光二極管正向電流成比例的集電極電流。它主要有光源（即發(fā)光二極管）和光敏器件組成。電壓反饋環(huán)要與輸入電壓和控制器隔離，采用光隔離器進(jìn)行隔離。需要注意的是，在選擇電阻時必須 保證 TL431 工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于 1 mA 。顯見，這個深度的負(fù)反饋電路必然在 VI 等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時 Vo=(1+R1/R2)Vref。 （ 2） 應(yīng)用 圖 精密 5V 穩(wěn)壓器 前面提 到 TL431 的內(nèi)部含有一個 的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在REF 端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。 圖 TL431 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 由圖可以看到， VI是一個內(nèi)部的 ，接在運放的反相輸入端。 3 個引腳分別為：陰極（ CATHODE）、陽極（ ANODE）和參考端（ REF）。該器件的典型動態(tài)阻抗為 ，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等。 TL431 特性及應(yīng)用 （ 1）、 特性 TL431 是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。 穩(wěn)壓電路的組成 本電源的穩(wěn)壓電路由 D R R C PC817C、 R R R1R1 C TL431 組成，電路見附圖。即 通過控制器件控制端的電流來調(diào)節(jié)占空比，以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。 為了得到更為平滑的直流電，在本電路 +5V 的整流濾波電路中采用由 L C C8 組成的 LCπ型濾波。如此下去，使輸出電壓的波形如圖中線所示。當(dāng) U2＜ UC時， D因反偏而截止，于是 C 以一定的時間常數(shù)通過 RL 按指數(shù)規(guī)律放電， UC下降。如忽略二極管的內(nèi)阻，則 UC 可充到接近 U2的峰值 U2m。在沒有并入電容 C之前，整流二極管在 U2的正半周導(dǎo)通，負(fù)半周截止，輸出電壓 UL的波形如圖中所示。 XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 34 頁 共 43 頁 電容濾波 半波整流電容濾波電路如圖 。 XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 33 頁 共 43 頁 可見，由于二極管的單向?qū)щ娮饔?，使流過負(fù)載電阻的電流為脈動電流，電壓也為一單向脈動電壓，其電壓的平均值（輸出直流分量）為 （式 47） 流過負(fù)載的平均電流為 （式 48） 流過二極管 D的平均電流（即正向電流）為 （式 49） 加在二極管兩端的最高反向電壓為 選擇整流二極管時，應(yīng)以這兩個參數(shù)為極 限參數(shù)。 在 U2的負(fù)半周（ ωt =π ～ 2π ），二極管 D 因加反向電壓而截止， RL上無電流流過， RL 上的電壓 UL = 0。 電路的工作過程是：在 u2 的正半周（ ωt = 0 ～ π ），二極管因加正向偏壓 而導(dǎo)通，有電流 IL流過負(fù)載電阻 RL。 半波整流電路 半波整流電路如圖 （ a） 所示。當(dāng) Q1 截止時，繞組 L13 上的感生電動勢上為負(fù)下為正，由于 T1的各繞組的同名端的設(shè)置，繞組 L5 L67 上的感生電動勢為上為正下為負(fù)，使 D D8正向偏置，均處于導(dǎo)通狀態(tài)，其導(dǎo)通電流向濾波電容充電。 D8,C7 和 D7,C8,L1,C6分別為對應(yīng)的整流濾波電路。 輸出整流和濾波電路 經(jīng)過高頻開 關(guān) 變壓器降壓后的脈動電壓同樣要使用二極管和XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 31 頁 共 43 頁 電容進(jìn)行整流和濾波，只是此時整流時的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復(fù)功能的肖特基整流二極管 （本電路使用的分別是FR102 和 SR160） ，普通的整流二極管難當(dāng)此任，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，否則就無法濾除其中的高頻交流成分，因此選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻才行 （本電路使用了 100 uF/35v、 100uF/16v、 470uF/10v 的電容 ） 。這時 L13 上產(chǎn)生上為 負(fù)下為正的電壓，經(jīng) T1 耦合，在 T1 的次級線圈 L5 L67 兩端產(chǎn)生上為正下為負(fù)的電壓，脈沖整流二極管 DD8 導(dǎo)通，開關(guān)變壓器在開關(guān)管 Q1 飽和時以磁能形式積蓄的能量轉(zhuǎn)換成電流的形式向負(fù)載端釋放，該電壓經(jīng) D D7整流后對 C C8C6充電，隨著充電過程的進(jìn)行，兩路充電電流線性減小， D D8 截止，脈沖二極管由導(dǎo)通到截止的這段時間，即為激勵脈沖間歇期。在Q1 進(jìn)入飽和狀態(tài)后， L24 的感應(yīng)電動勢通過 R Q1 的 be極、 R3對 C5進(jìn)行充電，完成脈沖的平頂期。 圖 反激式開關(guān)變壓器繞組的安排 XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 30 頁 共 43 頁 自激振蕩電路組成 在本電路中， L1 L2 Q C R4 組成間歇振蕩器，產(chǎn)生矩形脈沖電壓。這里的主 要物理量是電壓、時間、能量。正激式變壓器兩邊的繞組是同時流過電流的，而反激式變壓器先是通過一次繞組把能量存儲在磁芯材料中，一次側(cè)關(guān)斷后在把能量傳到二次回路。 4） 電感線圈的交流電特性是，電流不能突變，相位上電壓超前電流 90度。 2） 理想變壓器原副邊理論上功率相等。這樣， 匝數(shù)有下限，使漏感也有下限。為了保證繞組之間的絕緣，必須增加兩個繞組之間的距離，從而降低繞組間的耦合程度，使漏感增大。但是，繞組匝數(shù)與高頻電源變壓器的漏感有關(guān)。 電壓變換通過原邊和副邊繞組匝數(shù)比來完成。電感與磁芯磁導(dǎo)率有關(guān)，磁導(dǎo)率高，電感量大，儲能多，而不直接與磁通密度有關(guān)。第二種是電感器功率傳送方式，原繞組輸入的電能，使磁芯激磁，變?yōu)榇拍軆Υ嫫饋?，然后通過去磁使副繞組感應(yīng)電壓，變成電能釋放給負(fù)載。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 ΔB=Bm － Br。在功率傳送過程中，磁芯又分為磁通單方向變化和雙方向變化兩種工作模式。功率傳送有兩種方式。但是為了阻止高 頻電源變壓器的電磁干擾傳播，在磁芯結(jié)構(gòu)和繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計也采取 了 相應(yīng)的措施 。磁致伸縮大的軟磁材料，產(chǎn)生的電磁干擾XX 學(xué)院畢業(yè)論文 第 28 頁 共 43 頁 大。電磁干擾包括可聞的音頻噪聲和不可聞的高頻噪聲。其磁通密度，磁導(dǎo)率和損耗都隨溫度發(fā)生變化，故除正常溫度 25℃ 外，還要給出 60℃ ， 80℃ ， 100℃ 時的各種參考數(shù)據(jù)。 可靠性是指在具體的 使用條件下，高頻電源變壓器能正常工作到使用壽命為止。用脈寬調(diào)制（ PWM）方式改變變壓器傳輸能量和電壓大小，是一種外加控制方法 。傳輸能量的大小，與變壓器所用的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸和工作頻率有關(guān)。一般常采用以下近似估算法： RLC =（ 3?5） 的條件下，近似認(rèn)為 VO