【正文】 少是電源電壓的兩倍）。 (4) 推挽（變壓器中心抽頭） 這種電路結(jié)構(gòu)的特點是：對稱性結(jié)構(gòu)，脈沖變壓器原邊是兩個對稱線圈，兩只開關管接成對稱關系，輪流通斷。 缺點：由于變壓器存在漏感，將在原邊形成很大電壓尖峰，可能擊穿開關器件。 (3) 單端反激式 , 從原理圖上看與 正激 電路很相象，但工作原理不同，脈沖變壓器的原 /付邊相位剛好相反。 優(yōu)點：電路相對簡單 （與后面敘述的方案相比），外圍元件少。 缺點：電路功能單一，輸出功率比較大時開關管需要承受很大的脈沖電流。 圖 開關電源輸入部分 高頻變壓器設計 變壓器 選擇 (1) 并聯(lián)式結(jié)構(gòu) 該電路是 變 電路最基本的拓撲結(jié)構(gòu)，后續(xù)所有的 變 壓電路都是從該電路演化過來的。輸入信號來自 220V 交流市電，經(jīng)整流濾波后 ，得到 +300V 輸出 直流 高壓，經(jīng) R2降壓后，接入 100Ω 電阻，起到過流保護的作用。 由上，可選用 1N4005(1A/600V)整流橋。 EMI 濾波 輸入整流濾 波 反 饋網(wǎng)絡 降壓、給PWM 控制芯片供電 保護電 路 輸出整流濾波 變 換 器 SG3524 芯片 驅(qū)動 地 地 保護抑制 輸出 Vin(DC) Vout(DC) 220V 50Hz 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 33 頁 輸入有效電流 ： 0min cosRMS PI u??? () 其中， PO=35W， min 180uV? ， 設電源效率 70%?? ， 取開關的功率因數(shù) cos ?? ，則 ? 。 開關電源輸入 部分 設計 EMI 濾波 綜合體積、成本等方面的考慮， 本設計中選用圖 所示的濾波器 。 圖 設計思路 220V 交流市電，經(jīng)整流濾波后得到一個直流高壓。12V，輸出功率 35W，輸出電壓波紋系數(shù) 2%，要有輸出短路保護。100 mA 參考輸出電壓 VREF V 參考輸出電流 IREF 0 20 mA 震蕩頻率范圍 fOSC 400 kHz 振蕩器定時電阻 RT 150 KΩ 振蕩器定時電容 CT μF 工作溫度 TA 0 +70 ℃ 參考輸出電壓 VREF V 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 33 頁 7 SG3524 芯片開關電源設計 控制方式不限，輸入電壓 AC180~250V，輸出電壓 DC177。500mA（峰值） 參考輸出電流： 50mA 振蕩器充電電流： 5mA 功耗： 1W 結(jié)溫： +150℃ 儲存溫度： 65℃ ~+150℃ 引線焊接溫 度： +300℃ 推薦工作狀態(tài) 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 33 頁 推薦工作狀態(tài) 如表 所示。第 10 腳為低電平時， PWM恢復正常工作。由波形圖可見，觸發(fā)器的兩路輸出脈沖互補，但在兩路輸入脈沖問至少存在有寬度為 ～ 5μs 的同步方波脈沖 U2，從而保證兩個或非門輸出脈沖錯開一定角度，不會造成輸出管 ―類同導通 ‖ 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 33 頁 現(xiàn)象，雙端輸出時每路占空比的調(diào)節(jié)范圍是 0～ 45%。因觸發(fā)器有二分頻作用，故開關頻率 f’=f/2 。 取樣電壓和基準電壓分別接入管腳 l 和 2，經(jīng)誤差放大器放大后，輸出控制電壓U3，接入 PWM 調(diào)制器反相輸入端，與其同相輸入端的鋸齒波電壓進行比較，輸出一個寬度受控制電壓 U3調(diào)制的方波脈沖 U4，送至兩個或非門的輸入端，同時來自振蕩器的同步方波脈沖 U2經(jīng)二分頻觸發(fā)器輸出兩路相 位互差 180。振蕩器一方面產(chǎn)生幅度為 ～ 的連續(xù)鋸齒波電壓 U直接輸入到脈寬調(diào)制器的同相輸入端，另一方面又向觸發(fā) 器和或非門提供一個同步方波 U2并從 3 腳輸出。主要包含 9 個部分： +5v 穩(wěn)壓器和基準電源；振蕩器；誤差放大器： PWM 比較器；限流比較器；二分頻觸發(fā)器；或非門 (A、 B)；推挽式驅(qū)動管（ VTA、 VTB） ； 關斷電路。 SG3524 芯片引腳功能說明見表 。第 l l3 腳為輸出管的集電極；第 l5 腳為電源輸入端，接 +5V～ +30V。第 l0 腳為關斷電路控制端．改變此腳電位就可控制 PWM 的通斷。第 8 腳為接地端。第 5 腳依次是限流比較器檢測端。 各引腳功能如下：第 2 腳分別為誤差放 大器的反相輸入端與同相輸入端。 主要性能 電壓控制脈寬調(diào)制技術(shù) ， 數(shù)字、模擬混合集成電路 ， 片內(nèi)含有精確的參考電壓源和誤差放大器 ， 具有過流和短路保護功能 ， PWM 占空比可任意調(diào)節(jié) ， 輸入與 TTL和CMOS 電平兼容 ， 雙通道脈寬調(diào)制輸出、易與微機接口 ， 電源電壓 (8V~40V)， 電源電流 (20mA)， 占空比 (0~49%)， 輸出電流 (2 100 mA)， 震蕩頻率 (400kHz)。 (6) 工作電壓范圍為 8V～ 40V。 (4) 負載調(diào)整率典型值為 ％ 。 (2) 工作頻率大于 100KHz。該芯片由頻率可在較寬范圍內(nèi)預調(diào)的固定頻率振蕩器、占空比可在 0~100%之間調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制器、死區(qū)時間校準器、雙路功率輸出的三極管電路、誤差放大器、精密參考電壓源一節(jié)禁止、緩啟動、過流和過壓保護電路等組成。 在這里 D、 TON、TOFF的含義發(fā)生了變化，是在半周期內(nèi)開關管導通、關斷一次，不像單端變換器那樣，開關管在一個周期內(nèi)導通和關斷一次。采用推挽式變換器時，通過設計更多的二次繞組，能產(chǎn)生多路輸出電壓 (含負壓輸出 )。并聯(lián)于開關管兩端的二極管僅流過磁芯復位時的磁化電流。 圖 推挽變換器的電路結(jié)構(gòu) 開關管 VT VT 變壓器 T1組成推挽逆變電路，將直流輸入變換成高頻方波脈沖。它們的主要區(qū)別是電流型的輸入級需要增加一個大電感 L，但不需要輸出濾波電感；而電壓型的輸入級沒有大電感，但輸出級必須接濾波電感 L。它同半橋、全橋變換器一樣，都屬于雙極性變換器。兩個變換器輪流互補工作。 C1~C4的耐壓值均為 630VDC或 250VAC。 C3和 C4的容量范圍是 2200pF~。 C1 和 C2 采用薄膜電容器，容量范圍大致是0． 0lμF~0． 47μF，主要用來濾除串模干擾。 當額定電流較大時，共模扼流圈的線徑也要相應增大，以 便能承受較大的電流。當有共模電流通過時，兩個線圈上產(chǎn)生的磁場就會互相加強。 L 對串模干擾不起作用，但當出現(xiàn)共模干擾時，由于兩個線圈的磁通方向相同，經(jīng)過精合后總電感量迅速增大，因此對共模信號呈現(xiàn)很大的感抗，使之不易通過，故稱作共模扼流圈。 圖 電磁干擾濾波 器基本電路 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 共 33 頁 該五端器件有兩個輸入端，兩個輸出端和一個接地端，使用時外殼應接通大地。 (6) 濾波器應具有足夠的機械強度，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小，安裝方便，安全可靠。 (5) 濾波器允許通過的電流應與電路中連續(xù)運行的額定電流一致。 (3) 在所要求的頻率上，濾波器的阻抗必須與它連接的干擾源阻抗和負載阻抗相匹配，如果負載是高阻抗，則 EMI 濾波器的輸出阻抗應為低阻；如果電源或干擾源阻抗是低阻抗，則 EMI 濾波器的輸出阻抗應為高阻；如果電源阻抗或干擾源阻抗是未知的或者是在一個很大的范圍內(nèi)變化，很難得到穩(wěn)定的濾波特性，為了使 EMI 濾波器獲得良好的濾波特性，應在其輸入和輸出端，同時并接一個固定電阻。 電磁干擾濾波器的設計 電磁干擾濾波器設計原則 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 共 33 頁 電磁干擾濾波器的設計與選擇，應根據(jù)干擾源的特性、頻率范圍、電壓、阻抗等參數(shù)及負載特性的要求綜合考慮，通常要考慮以下幾方面的問題： (1) 要求電磁干擾濾波器在相應工作頻段范圍內(nèi)，能滿足負載要求的衰減特性，若一種濾波器衰減量不能滿足要求的時候，則可采用多級聯(lián)，可以獲得比單級更高的衰減，不同的濾波器級聯(lián)，可以獲得在寬頻帶內(nèi)良好的衰減特性。在一般情況下，差模干擾幅度小，頻率低，所造成的干擾較?。还材８蓴_幅度大，頻率高，還可以通過導線產(chǎn)生輻射，所造成的干擾較大。這些干擾經(jīng)傳導和輻射對其他電子設備造成干擾。 (2) 作為工作于開關狀態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置，開關電源的電壓、電流變化率很高，其產(chǎn)生的 EMI 噪聲信號既具有很寬的頻率范圍，又有一定的強度。 開關電源電磁干擾（ EMI）的特點 開關電源功率變換器中的功率半導體器件的開關頻率通常較高，功率開關器件在高頻下的通、斷過程中不可避免地要產(chǎn)生強大的電磁干擾。這些信號構(gòu)成了電磁干擾 (EMI)，被干擾對象是無線電通信。 開關電源由于功耗小效率高，體積小，重量輕，穩(wěn)壓范圍廣，電路形式靈活等特點，廣泛地應用于計算機、通信等各類電