單端正激式開關電源-主電路的設計-文庫吧資料
2025-07-05 21:52本頁面
【正文】 出了磁心參數(shù)，這和上面的計算公式是一致的。窗口利用因數(shù)可以從表32中得到。當用MKS（米—千克—秒）制時，使用下面公式： （）式中— 一次繞組的導線截面積，單位為；—工作時的最大磁通密度，單位為T；f —工作頻率；—電源的總輸出功率,單位為W。這可以通過式（）來求得。在確定基本的單繞組電感磁心尺寸時，可用這個窗口利用因數(shù)來調(diào)整。每增加一個繞組并考慮安全規(guī)則要求，就需要增加繞線面積和磁心尺寸。從符合要求的磁心制造廠商中，選擇尺寸最接近或稍大一點的磁心。下面介紹估計初始磁心尺寸的兩種方法。3. 開關電源變壓器的設計 確定磁心的尺寸對于某個應用場合來說，選擇磁心尺寸要考慮五個主要因數(shù)： 因數(shù)： 影響的參數(shù) 輸出功率 Ae（磁心橫截面積） 磁通是雙限的，還是單限的 Ae（磁心橫截面積） 輸入電壓 Ae（磁心窗口面積） 繞組數(shù)目 Ae（磁心窗口面積） 繞線方式 Ae（磁心窗口面積）每個制造廠商都用自己不同的方法來確定磁心尺寸。 圖211 Zeta斬波電路中的DLC型濾波電路在脈寬式開關穩(wěn)壓電源中，輸出直流電壓Vo的濾波器如果使用CLC型，其輸出直流電壓Vo的高低，不受脈沖寬度變化控制，因為輸出直流電壓Vo高低不會有所改變，沒有穩(wěn)壓作用。在脈寬式開關穩(wěn)壓電源中，輸出直流電壓的濾波器，必須使用DLC型濾波器。一、 電容濾波電路 電容濾波電路如圖210所示 圖210 橋式整流電容濾波電路整流電路接入濾波電容后，不僅使輸出電壓變得平滑、紋波顯著減小，同時輸出電壓的平均值也增大了。工作原理是開關S關斷后，變壓器勵磁電流通過W3繞組和VD3留回電源，并逐漸線性的下降為零。為防止變壓器的激磁電感飽和，必須設法使激磁電流在S關斷后到下一次再開通的時間內(nèi)降回零，這一過程稱為變壓器的磁心復位。因此VD1處于通態(tài)，VD2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長；S關斷后，電感L通過VD2續(xù)流，VD1關斷。圖35給出的是一種緩沖電路和di/dt抑制電路的電路圖和開關過程集電極電壓Uce和集電極電流ic的波形，其中虛線表示無di/dt抑制電路和緩沖電路時的波形[4]。另一種分類方法：緩沖電路中儲能元件能量如果消耗在其吸收電阻上，則稱其為耗能式緩沖電路；如果緩沖電能將其儲能元件的能量回饋給負載或電源，則稱其為饋能式緩沖電路，或稱為無損吸收電路。關斷緩沖電路又稱為du/dt抑制電路，用于吸收器件的關斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關斷損耗。其作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過壓、du/dt、或者過電流和di/dt，減小器件的開關損耗。圖23 TOPSwitch—GX的引腳排列圖 單相二極管整流橋當輸入電壓U2為交流電時，經(jīng)二極管整流橋之后即可得到脈動連續(xù)的直流電源Uo，如所示圖23和圖24為單相橋式整流電路接電阻負載時的電路和波形。利用線路檢測端(L)可實現(xiàn)5種功能：過電壓(OV)保護；欠電壓(uv)保護；電壓前饋(當電網(wǎng)電壓過低時用來降低最大占空比)；遠程通／斷(ON／OFF)和同步。 圖22 脈寬調(diào)制式開關電源的基本原理 TOPSwitch—GX系列TOP244Y芯片TOPSwitch—GX的引腳排列如圖23所示。假如由于某種原因致使Uo下降，脈寬調(diào)制器就改變驅(qū)動信號的脈沖寬度，亦即改變占空比D，使斬波后的平均值電壓升高，導致Uo升高。鋸齒波發(fā)牛器提供時鐘信早。 開關電源通常由六大部分組成 圖21 開關電源工作原理框圖[5] 開關電源各部分電路基本原理 脈寬調(diào)制式開關電源的基本原理脈寬調(diào)制式開關電源的基本原理如圖22所示。主回路將輸入的交流電傳遞給負載，它決定開關電路的結構形式，變換要求，功率大小，負載能力等。開關電源是進行AC/DC、DC/DC、DC/AC功率變換的裝置。因此，數(shù)字化是除了上述的三個方面的發(fā)展趨勢之外，開關電源同一些新興技術結合方面的內(nèi)容也成為大家研究的方向，比如軟開關技術、功率因數(shù)校正技術、低輸出電壓技術、設計和測試技術、模塊化技術等[2]。其中，硬件部分包括PWM 的邏輯部分、時鐘、放大器環(huán)路的模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換以及數(shù)字處理、驅(qū)動、同步整流的檢測和處理等。隨著數(shù)字處理技術的發(fā)展成熟，其優(yōu)點明顯便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾，提高抗干擾能力、便于軟件包的調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)，也便于自診斷、容錯等技術的植入等。(3)數(shù)字化高頻開關電源的另一發(fā)展趨勢是數(shù)字化。如臺式PC機就要求有+12 V、+5 V、+3．3 V、一12 V四種電壓以及待機的+5 V 電壓，主機板上則需要2．5 V、1．8 V、1．5 V甚至1 V等?？刂品绞缴弦訮WM 為主，少部分為PFM。其中品種最多，發(fā)展最快的還是降壓的STEPDOWN。另一類不含功率開關，需要外接功率MOSFET，稱DC／DC控制器。它們基本上可以分成兩大類。如何在提高開關頻率的情況下，最大限度的減少電磁干擾對電源的影響，是一個擺在科研工作者面前的急需解決的問題。并且，IGBT的開關速度很高，通態(tài)壓降低。早期開關電源的頻率僅為幾千赫茲，隨著電力電子器件及磁性材料性能的不斷改進，開關頻率漸漸地提高。 開關電源的發(fā)展趨勢目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用予以電子計算機為主導的各種終端設備、通信設備中。MOS功率開關管（MOSFET）肖特基二極管（SRD）、瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）、壓敏電阻器(VSR)、熔斷器電阻器（FR）、 自恢復保險絲（RF）、線性光耦合器、可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器（TL431）、電磁干擾濾波器（EMI Filter）、高導磁率磁性材料等一大批新型器件、新材料正在被廣泛采用。目前，開關頻率已從20KHz左右提高到幾百千赫茲至幾兆赫茲。20世紀60年代出現(xiàn)過晶閘管相位控制式開關電源，70年代由分立元件制成的各種開關電源，均因效
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