【正文】 方式的脈寬調(diào)制集成電路。所以，從盡可能 灑淚輸出濾波電容器的紋波電流角度出發(fā)選擇合適的濾波電容器。 普通電解電容器作為工頻整流濾波是可以完全勝任的，但是隨著開關(guān)電源的開關(guān)頻率的不斷提高，普通電解電容器的 ESR 和寄生電感將不能很好的適應(yīng)高頻整流濾波的要求。 整流器的額定電壓應(yīng)該為最高輸入電壓的效值的 3 倍以上，其原因是電網(wǎng)中存在瞬態(tài)過電壓，通常輸入電壓 220*（ 1177。20%)V，效率為 80%時， I0 為 ，整流器的額定電流應(yīng)該為 。20%)V，效率為 80%時， I0 為 ，整流器的額定電流應(yīng)該為 P0。選定原則：變壓器磁通在滿足△Bac+△ Bdc Bs，取 Iac 較小值，保證較小損耗的正常工作。 確定開關(guān)開通工作時，直流成分 Idc 和交流成分 Iac 的大小， Idc 和Iac 的確定?？紤]實際線路中， ＋ 12V 線圈接于 5V 整流管后，也就是 Dmax 大概為 。代入得到 Np＝ ，取 28。 計算變壓 器，一般選擇最低的交流輸入電壓，最大的輸出功率做為工作點，這個是最苛刻的一個點。調(diào)試中通過對該路增加副邊小電感來控制開關(guān)關(guān)斷期間副邊調(diào)整率的變化率，從而實現(xiàn)了較高的交叉調(diào)整率。最初傳遞到副邊的電流在副邊的分配原則 是：大多數(shù)會傳遞到漏感最小的那一路輸出。實現(xiàn)該特色關(guān)鍵在于反激變壓器設(shè)計。并對較難理解部分做了詳細(xì)解釋。 在選擇磁芯尺寸時，通常只能作一個大致優(yōu)估計，最終的產(chǎn)品將根據(jù)樣機(jī) 的實際測量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，幾乎每一個磁芯制造廠都會給出選擇磁芯尺寸的方法，以方便用戶選擇，選擇磁芯最常用的方法是：圖表法和面積乘積法，這章就不作介紹。 Bmax：磁芯的最大磁通密度。其值為 15。在這里，我們只是強(qiáng)調(diào)一下，所選擇的磁芯一定要有足夠大的有效體積，通常應(yīng)用空氣隙來擴(kuò)大其有效體積，傳輸變壓器有效體積 v 的計算公式如下 35： 20 m a x2m a xeLILV B??? （ 35） Ilamx：最大負(fù)載電流 。為了導(dǎo)出用變換器輸出功率和輸入電壓表達(dá)集電懾峰值工作電流的公式，變壓器繞組傳遞的能量可用下式 33 表示： 22Lout LIP T ?? （ 33） 公式中， η是變換器的效率。 第二個設(shè)計準(zhǔn)則是必須滿足晶體管在導(dǎo)遏時的集電極電流的需求，如公式 32。因此，在單端反激式變換器電路設(shè)計中，晶體管的工作電壓一般在 800V 以上，通常按 900v 計算可安全可靠地工作。所謂占空比指的是晶體管導(dǎo)通的時間與晶體管的一個工作周期 (導(dǎo)通時間十截止時間 )之比。 所使用的開關(guān)晶體管必須符合兩個條件，即在晶體管截止時，要能承受集電極尖峰電壓，在晶體管導(dǎo)通時，要能承受集電極的尖峰電流。20%)V，這樣設(shè)計就沒有帶 PFC 時優(yōu)化。如果設(shè)置最大占空比為 左右，則開關(guān)管上每流過 1A 電流可以輸出 2830W 的輸出功率 [10]。 橋式變換器： 500600V； 推挽式變換器： 9001000V； 單端正 /反激式變換器： 800V； 單端正激式變換器帶有有源箝位： 800V； 3. 直流 48V 電壓系統(tǒng) 橋式變換器： 80V； 推挽式變換器： 200V； 單端正 /反激式變換器： 200V； 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 9 反激式開關(guān)電源的開關(guān)管額定電流的選擇：在交流電 220V 電壓應(yīng)用條件下，如果考慮電源電壓變化范 圍在 20%+20%。其輸入不同的電壓條件下開關(guān)管的額定電壓與電路拓?fù)浜涂刂品绞降年P(guān)系如下： 1. 交流電不帶有 PFC 功能。 合理地選擇開關(guān)管的額定電壓直接影響著變換器的性能，通過了解主開關(guān)的電壓波形就可以比較準(zhǔn)確地預(yù)計出主開關(guān)的電壓峰值。 開關(guān)晶體管的設(shè)計 如何選擇到性能參數(shù)合適的主開關(guān)與控制電路直接影響到變 換器的性能。 由于隔離變壓器 T 除了具有初、次級 間安全隔離的作用外，它還有變壓器和扼流圈的作用，所以在反激式變換器的輸出部分一般不需要加電感，但在實際應(yīng)用中，往往在整流器和濾波電容之間加一個小的電感線圈，用以降低高頻開關(guān)噪聲的峰值 [8]。在變壓器次級回路無電流哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 8 流過，即沒有能量傳遞給負(fù)載。典型的單端隔離反激式變換器電路結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。在電路中，它是以變壓器的形式出現(xiàn)的，但實際上它起的作用是扼流圈，所以應(yīng)該稱它為變壓器 —— 扼流圈。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 7 第 3章 開關(guān)電源主電路設(shè)計 單端反激式變換器電路的工作原理 單端反激式變換器電路在其輸入和輸出回路之間加入安全隔離措施。所以必須要采取措施加以避免。 另一方面，電感性開關(guān)產(chǎn)生的電壓尖峰的能量滿足下面的公式 21： // 2 % / 5 % /R A eB T C C????? ? ? ? ? ? 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 6 212W LI? （ 21） 公式中． L 是電感器的漏感， I 是通過線圈的電流。比如電網(wǎng)附近有電感性開關(guān)，暴風(fēng)雨天氣時的雷電現(xiàn)象，都是產(chǎn)生高尖峰的因素。當(dāng)開關(guān)電源內(nèi)部穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障或者由于用戶操作不當(dāng)引起輸出過壓現(xiàn)象時，過壓保護(hù)電路進(jìn) 行保護(hù)以防止損壞后級用電設(shè)備 [7]。這樣，就不會影響整個開關(guān)電源的效率。當(dāng)電容開始充電時，充電電流流過熱敏電阻，開始對其加熱。當(dāng)開關(guān)電源接通時，熱敏電阻的阻值基本上是電阻的標(biāo)稱值。用了 RTC 熱敏電阻的電阻 — 溫度特性和溫度系數(shù)的關(guān)系如圖 23 所示。設(shè)計時要認(rèn)真地選擇雙向可控硅的參數(shù)，并加上足夠的散熱片，因為在它導(dǎo)通哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 5 時，要流過全部的輸入電流。當(dāng)輸入濾波電容充滿電后．由于雙向可控硅和電阻是并聯(lián)的，可以把電阻短路， 對其進(jìn)行分流。用以增加對交流線路的阻抗，把浪捅電流減小到安全值 [6]。如果不采取任何保護(hù)措施，浪涌電流可接近幾百安培。 圖 22 倍壓整流電路 輸入保護(hù)器件保護(hù) 浪涌電流的抑制 隔離式開關(guān)電源在加電時，會產(chǎn)生極高的 浪涌電流 ，設(shè)計者必須在電源的輸入端采取一些限流措施，才能有效地將浪涌電流減小到允許 的范圍之內(nèi)。這樣，電路輸出的直流電壓應(yīng)該是電容器 C1 和 C2 上充電電壓之和．即 160V 十 160V＝ 320V。在交流電的正半周，通過二極管 VD1 和電容器 C1 被充電到交流電壓的峰值。 在圖中，兩種輸入交流電壓的轉(zhuǎn)換由開關(guān) S1 來完成，此外，本電路中的壓敏電阻 RV 和可控硅 VS 具有浪涌電流抑制、瞬間輸入電壓保護(hù)的功能。因瞬時能量全消耗在 RT1 電阻上，一定時間后溫度升高后 RT1 阻值減?。?RT1 是負(fù)溫系數(shù)元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。 圖 21 輸入濾波、整流電路原理 輸入濾波電路 ： C L C C3 組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進(jìn)行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對電網(wǎng)干擾?，F(xiàn)代的電子設(shè)備生產(chǎn)廠家一般都要滿足國際市場的需求，所以他們所設(shè)計的開關(guān)電源必須要適應(yīng)世界范圍的交流輸入電壓，通常是交流 90 130V 和 180260V 的范圍。電源技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展必將為大幅度節(jié)約電能、降低材料消耗以及提高生產(chǎn)效率提供重要的手段，并為現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活帶來為深遠(yuǎn)的影響 [4]。 本論文的目的就是查閱相關(guān)資料，掌握開關(guān)電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)怎樣設(shè)計小功率開關(guān)電源的方法，這以后從事相關(guān)事業(yè)打下基礎(chǔ)，開闊視野，從而提高自身的能力。此外，能源成本的提高也是促進(jìn)開關(guān)電源發(fā)展的因素之一 [2]。隨著開關(guān)電源性能的改善，到 80 年代后期，電子設(shè)備的消耗功率在 20W 以上，就要考慮使用開關(guān)電源了。在 70年代后期，功率在 100W 以上的開關(guān)電源是有競爭力的。開關(guān)電源的性能價格比達(dá)到了前所未有的水平，使它在與線性電源的競爭中具有先導(dǎo)之勢。目前己形成了各類功能完善的集成開關(guān)穩(wěn)壓器系列。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的高度發(fā)展，高反壓快速開關(guān)晶體管使無工頻變壓器的開關(guān)電源迅速實用化。早在 70 年代，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成化的開關(guān)電源就已被廣泛地應(yīng)用于電子計算機(jī)、彩 色電視機(jī)、衛(wèi)星通信設(shè)備、程控交換機(jī)、精密儀表等電子設(shè)備。 隔離式開關(guān)電源的核心是一種高頻電源變換電路。 5. 用計算機(jī)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計與控制，具有高效、高精度、高經(jīng)濟(jì)性和高可靠性的優(yōu)點，可以使開關(guān)電源具有最佳電路結(jié)構(gòu)與最佳工作狀況。 3. 隨著頻率提高，開關(guān)電 源的噪聲隨之增大，降低噪聲也是高頻開關(guān)電源