【正文】 3％以下。若驅(qū)動MOSFET管，振蕩頻率由外接RC電路設(shè)定，工作頻率最高可達(dá) 500 kHz。4．輸出電流為 200 mA，峰值為1A，既可驅(qū)動雙極型三極管也可驅(qū)動 MOSFET 管。超出此限制，開關(guān)電源呈欠電壓或過電壓保護(hù)狀態(tài)，無驅(qū)動脈沖輸出。2．啟動電壓大于 16 V，啟動電流僅 1mA 即可進(jìn)入工作狀態(tài)。200mA，峰值可達(dá)177。8 腳為內(nèi)部5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，有50mA 的負(fù)載能力。6 腳為推挽輸出端 ，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為50ns 驅(qū)動能力為177。端1為COMP 端；端2 為反饋端；端3 為電流測定端；端4 接Rt 、Ct 確定鋸齒波頻率；端5 接地；端6 為推挽輸出端，有拉、灌電流的能力；端 7 為集成塊工作電源電壓端，可以工作在8 ～40V ；端8 為內(nèi)部供外用的基準(zhǔn)電壓 5V，帶載能力50mA 。（1）UC3842的介紹UC3842 是美國Unitrode 公司生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片。輸出整流濾波電路見圖33所示：圖33 整流濾波電路開關(guān)變壓器次級輸出的低壓脈沖經(jīng)過 DD4整流，得到脈動直流電，經(jīng)C13，C14電容濾波，輸出穩(wěn)定的復(fù)合要求的直流電源給負(fù)載。又有得：d=。原邊電感計算公式為：， （37）其中Emin這里取300v，Pin=150w，Dmax=；代入公式可得，Lp=750uH；其中，原邊電流最大值為： （38）將Lp，代入公式可得，Ip=2A；根據(jù)公式： （39）其中，Ae是有效磁芯面積，^2，將Lp代入得，δ=。（5）磁芯氣隙寬度的計算：在單端反激式開關(guān)電源中，高頻變壓器磁芯的氣隙對電源性能影響較大。（2）原邊繞組匝數(shù)Np的計算根據(jù)公式 ， （35）代入計算可得Np=，實際取值為50匝；（3）輸出繞組匝數(shù)的計算有公式 （36）其中，Uf是整流管的電壓，；代入公式可得：N2= ，這里取10匝。（1）變壓器磁芯的選擇：開關(guān)電源輸出功率：……（31）磁芯材料選用錳鋅鐵氧體，其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為：5000Gs，相對磁導(dǎo)率：，取最大磁通密度：。如圖32所示：圖32 KBPC610整流橋工作狀態(tài)時，交流電經(jīng)過共模電感的濾波后，輸入整流橋的1端和3端，2端和4端輸出直流，經(jīng)過濾波電容后，變?yōu)橹绷麟?。整流橋共有四個輸出端，交流輸出端和直流輸出端各兩個。C3~C4跨接在輸出端，并將電容器的中點接通大地，能有效的抑制共模干擾，范圍2200PF~，耐壓值600v以上。當(dāng)有共模電流通過時，兩個線圈產(chǎn)生的磁感就會相互增強(qiáng)。（1）電磁干擾濾波器的設(shè)計，如圖31所示：圖31 電磁干擾濾波器以上電路是簡易EMI濾波電路，電路中包含共模扼流圈（或共模電感）L，濾波電容器C1~C4，L對串模干擾不起作用，但當(dāng)出現(xiàn)共模干擾時，由于兩個線圈的磁通方向相同，經(jīng)過耦合后，電感量迅速增大，因此對共模信號呈現(xiàn)很大的感抗，食指不易通過。由于此次設(shè)計電路元件不完全是按照計算出的數(shù)據(jù)，電路保護(hù)模塊添加單片機(jī)AD模塊，檢測保護(hù)電路電壓，反饋主控芯片或直接將掉電、報警等保護(hù)方式。又根據(jù)電源設(shè)計指標(biāo)可得：輸出功率：P=U*I=24V*5A=120W；（0~150w）屬于小型開關(guān)電源類型，這里選擇單端反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主電路結(jié)構(gòu)簡單，易控制，采用UC3842做主回路的主控芯片產(chǎn)生PWM控制開關(guān)管。因此，推挽式開關(guān)電源在220V交流供電設(shè)備中很少使用。自激式開光電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是設(shè)計過程中涉及自激振蕩電路，脈沖寬度調(diào)制的控制系統(tǒng)，取樣系統(tǒng)等，電路參數(shù)難易確定。同時，因為高頻變壓器上施加的電壓幅值只有輸入電壓的一半，與推挽式電路相比，欲輸出相同的功率，則開關(guān)晶體管必須流過2倍的電流。Tr2導(dǎo)通時，D2導(dǎo)通，負(fù)載上的電流與電壓方向沒有發(fā)生改變，由此形成的方波電壓，經(jīng)過D和C3構(gòu)成的濾波環(huán)節(jié)產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓Vo。Io折算電流加上磁化電流，經(jīng)原邊繞組和Tr2，然后重復(fù)以前的過程。D4導(dǎo)通的過程，把反激能量再生，對C2進(jìn)行充電。但B點擺動到負(fù)電位（A為0電位）。半橋式開關(guān)電源變換器原理圖如圖六所示：圖26 半橋式開關(guān)電源變換器工作原理：穩(wěn)態(tài)條件下，C1=C2，Tr1導(dǎo)通，C1上的1/2Vs加在原邊線圈上，Tr1流過負(fù)載電流Io折算至原邊電流加上磁化電流，經(jīng)過占空比所定的時間后，Tr1關(guān)斷。 推挽式開關(guān)變換器推挽式開關(guān)電源變換器電路如圖25所示：圖25 推挽式開關(guān)電源變換器（1）工作原理：兩個開關(guān)管在外激勵方波信號的控制下交替的導(dǎo)通與截止，在變壓器Ｔ次級統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。?）特點：自激式開關(guān)電源中的開關(guān)管起著開關(guān)及振蕩的雙重作從，也省去了控制電路。在VT1截止時，L2中沒有感應(yīng)電壓，直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導(dǎo)通，再次翻轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復(fù)振蕩下去。 自激式開關(guān)電源變換器電路自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源變換器如圖24所示：圖24 自激式開關(guān)電源變換器電路（1）工作原理：當(dāng)接入電源后在R1給開關(guān)管VT1提供啟動電流，使VT1開始導(dǎo)通，其集電極電流Ic在L1中線性增長，在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為正，發(fā)射極為負(fù)的正反饋電壓，使VT1 很快飽和。變壓器的另一個繞組與VD1串聯(lián)后接到Ui，主要起去磁復(fù)位的作用。：單端正激式變換器電路如圖22所示：圖22 單端正激式開關(guān)電源變換器電路（1）工作原理：當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，原邊繞組接向電源Ui，以同名的工作關(guān)系，VD2也導(dǎo)通，這時復(fù)變繞組能量傳遞到輸出端，同時濾波電感Ｌ儲存能量；當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感Ｌ通過續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負(fù)載釋放能量，繼續(xù)對負(fù)載RL供電。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，變壓器Ｔ初級繞組中存儲的能量，通過次級繞組及VD1 整流和電容Ｃ濾波后向負(fù)載輸出，由于開關(guān)頻率很高，使得輸出電壓，即濾波電容兩端的電壓基本維持恒定，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓的目的。第二章 開關(guān)電源設(shè)計方案單端反激式電源變換器如圖圖21所示。為了提高系統(tǒng)的可靠性，有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM)，它把一臺整機(jī)的所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中，這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計，達(dá)到優(yōu)化完美的境地。近年來，有些公司把開關(guān)電源的驅(qū)動保護(hù)電路也裝到功率模塊中去，構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM)，不但縮小了整機(jī)的體積，更方便了整機(jī)的設(shè)計制造。目前PFC技術(shù)主要分為有源PFC技術(shù)和無源PFC技術(shù)兩大類，采用PFC技術(shù)可以提高AC/DC變化器輸入端功率因數(shù)，減少對電網(wǎng)的諧波污染，但還有待繼續(xù)研究發(fā)展。既治理了電網(wǎng)的諧波污染，又提高了電源的整體效率。功率因數(shù)校正技術(shù)(PFC)由于AC/DC變換電路的輸入端有整流元件和濾波電容，在正弦電壓輸入時，單相整流電源供電的電子設(shè)備，電網(wǎng)側(cè)(交流輸入端)～。 軟開關(guān)技術(shù)為提高變換器的變換效率，各種軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用而生，具有代表性的是無源軟開關(guān)技術(shù)和有源軟開關(guān)技術(shù)，主要包括零電壓開關(guān)/零電流開關(guān)(ZVS/ZCS)諧振、準(zhǔn)諧振、零電壓/零電流脈寬調(diào)制技術(shù)(ZVS/ZCSPWM)以及零電壓過渡/零電流過渡脈寬調(diào)制(ZVT/ZCTPWM)技術(shù)等。近年來，數(shù)字電源的研究勢頭不減，成果也越來越多。 數(shù)字化技術(shù)在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中，控制部分是按模擬信號來設(shè)計和工作。小功率DC/DC變換器的開關(guān)頻率將上升到MHz。而各種軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用及用MOSFET 代替整流二極管都能大大地提高模塊在低輸出電壓時的效率，即將達(dá)到92% (5V)、90%()、%(2V)。1991 年高功率密度定義為每立方英寸輸出功率為25W，現(xiàn)在輸出功率每立方英寸可達(dá)數(shù)百瓦。頻率的提高使體積進(jìn)一步縮小，開關(guān)電源在封裝結(jié)構(gòu)上正朝著薄型，甚至超薄型方向發(fā)展，、 和10 mm。開關(guān)電源的發(fā)展方向是頻率更高、體積更小、電壓更低、電流密度更大、效率更高。以往的可控硅整流相控電源系統(tǒng)，其備件需要1 個同樣大小的硅整流模塊，而改用高頻開關(guān)后，只需備1～2 個高頻開關(guān)單元就可以了，減少了備件儲備成本。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)和N+1 備份方式，可根據(jù)實際負(fù)載容量的大小，選擇合適的整流模塊數(shù)量。它的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到變電所的正常安全供電，進(jìn)而關(guān)系到生產(chǎn)設(shè)備的正常運行。在上個世紀(jì)90 年代之前，電力操作電源幾乎全部選用相控電源，即采用可控硅整流充電設(shè)備，由于可控硅整流在紋波、效率、體積等方面不盡人意，監(jiān)控系統(tǒng)也不夠完善，尤其現(xiàn)在變電所逐步采用微機(jī)保護(hù)和監(jiān)控，對直流系統(tǒng)的性能和可靠性要求更高，因此90 年代之后更新?lián)Q代為開關(guān)電源。國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制，市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?，采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓，然后由高頻變壓器升壓，最后整流為直流高壓。進(jìn)入80 年代，高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。電壓高達(dá)50～l59kV， 以上，功率可達(dá)100kW。國外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A，負(fù)載持續(xù)率60%，全載電壓60～75V，電流調(diào)節(jié)范圍5～300A，重量29kg。由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣，頻繁地處于短路、燃弧、開路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性成為最關(guān)鍵的問題，也是用戶最關(guān)心的問題。逆變焊機(jī)電源大都采用交流 直流 交流 直流(AC DCACDC)變換的方法。高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源，代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上，對二次電源的要求是高功率密度。近幾年，一次電源的功率容量不斷擴(kuò)大，單機(jī)容量已