【正文】 化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（ MnZn）材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（ Bs）下獲 得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。開(kāi)關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的 PWM 開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn) ZVS、ZCS 的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)已成為開(kāi)關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開(kāi)關(guān)電源工作效率。 模塊化是開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì)，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成 N+1 冗 余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。 電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。 1 總體設(shè)計(jì)方案 如圖 111 所示， 電源整體電路 系統(tǒng)由輸入浪涌電流及陽(yáng)間電壓保護(hù)電路 、無(wú)線頻率干擾 (RFl)濾波器、整體橋式整流濾波電路設(shè)計(jì)、 PFC 功率校正電路設(shè)計(jì) 、 DC/AC 逆變器拓?fù)?、次?jí)三端穩(wěn)壓電路、次級(jí)整流濾波電路、反饋組電路設(shè)計(jì)、邏輯時(shí)序電路九 個(gè)部分組成 。輸入電流在 100V264V 之間， AC 輸入電源頻率范圍在 47HZ63HZ，最大連續(xù)輸入電流小于 3 A，電源效率大于 80%，待機(jī)功率小于 1W。 圖 111 電源原理方框圖 2 主要電路模塊 設(shè)計(jì) 電源整體電路系統(tǒng)由輸入浪涌電流及陽(yáng)間電壓保護(hù)電路、無(wú)線頻率干擾 (RFl)濾波器、整體橋式整流濾波電路設(shè)計(jì)、 PFC 功率校正電路設(shè)計(jì)、 DC/AC 逆變器拓?fù)?、次?jí)三端穩(wěn)壓電路、次級(jí)整流濾波電路、反饋組電路設(shè)計(jì)、邏輯時(shí)序電路九個(gè)部分組成。浪涌電流主要是由濾波電容充電引起的，在開(kāi)關(guān)管開(kāi)始導(dǎo)通的瞬間，電容對(duì)交流呈現(xiàn)出很低的阻抗，如果不采取任何保護(hù)措施，浪涌電流可接近幾百安培 。 通常廣泛采用的措施有兩種，一種方法是利用電阻一雙向可控硅并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；另 一種方法是采用負(fù)溫度系數(shù) (NTc)的熱敏電阻。在本次設(shè)計(jì)中我們是采用福溫?zé)崦綦娮琛? 圖 211 是熱敏電阻的溫度系數(shù) 如 圖 211 所示 ， a 是熱敏電阻的溫度系數(shù)，用每度百分比 (％／ c)表示。這樣，由于阻值較大，它就限制了浪涌電流。由于熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，隨著電阻的加熱，其電阻值開(kāi)始下降，如果熱敏電阻選擇得合適，在負(fù)載電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其阻值應(yīng)該是最小。 輸入陽(yáng) 級(jí) 電壓保護(hù) 在一般情況下，交流電網(wǎng)上的電壓為 115v 或 230v 左右，但有時(shí)也會(huì)有高壓的尖峰出現(xiàn)。受?chē)?yán)重的雷電影響，電網(wǎng)上的高壓尖峰可達(dá) 5kv。I2 公式中． L 是電感器的漏感， I 是通過(guò)線圈的電流。所以必須要采取措施加以避免。把壓敏電阻 Rv 連在交流電壓的輸入端。也就是說(shuō)，當(dāng)高壓尖峰瞬間出現(xiàn)在壓敏電阻兩端時(shí)．它的阻抗急劇減小到一個(gè)低值， 消除了尖峰電壓使輸入電壓達(dá)到安全值。圖 212 所示， RT901 為負(fù)溫?zé)崦綦娮瑁?F901 為保險(xiǎn)絲， RV901 為壓敏電阻。 圖 213 尖峰吸收電路 如圖，當(dāng) MOS 管關(guān)斷， RL207 就被變壓器線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)打開(kāi)，尖峰電動(dòng)勢(shì)變進(jìn)入 CB903 和電阻組成的吸收電路被吸收掉 。因此，在交流輸入端，必須要設(shè)置無(wú)線頻率干擾 (RFl)濾波器，把高頻干擾減少到可接收的范圍。 C901 為安規(guī)電容，濾除差模干擾； C904， C903 為 Y 電容濾除共模干擾。 整流 濾波電路設(shè)計(jì) 初級(jí)橋式整流濾波電路 橋式整流電路是常見(jiàn)的整流濾波電路，橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接。 橋式整流器對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 次級(jí)整流電路 肖特基二極管（ SBD）是一種低功耗、大電流、超高速半導(dǎo)體器件。肖特基二極管多用作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管，也有用在微波通 信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。 圖 232 次級(jí)整流濾波電路 如圖 232 所示， 后面電容的作用有兩個(gè)，一個(gè)是儲(chǔ)能續(xù)流，另一個(gè)是濾波。 由于設(shè)備中有電容 ,電感 ,變壓器等器件使電壓和電流不同步 ,這樣出現(xiàn)無(wú)功功率 , 另外開(kāi)關(guān)管 ,整流器等作用 ,輸出電流中有畸變 ,諧波含量比較大 ,這樣導(dǎo)致功率因數(shù)下降 .本次設(shè)計(jì)運(yùn)用模擬集成電路L6562 進(jìn)行功率校正，封裝如下圖： 圖 241 L6562 封裝圖 INV(引腳 1)：誤差放大器的反向輸入端。 COMP(引腳 2)：誤差放大器輸出端。 MULT(~JI 腳 3)：乘法器輸入端。 Cs(引腳 4)：輸入到 PWM 比較器。 ZCD(引腳 5)：升壓電感去磁偵測(cè)輸入端。 GND(引腳 6)：該引腳為芯片地。 “圖騰柱 ”輸出能直接驅(qū)動(dòng) M0SFET 或 IGBT，對(duì)源極峰值推動(dòng)電流是 6OOmA，吸收電流是 800mA。電壓供給 IC 內(nèi)部 信號(hào)與柵極 驅(qū)動(dòng)，供電電壓被限制在 22V 以下。內(nèi)部的 2． 5V基準(zhǔn)電壓，由同 相端輸入 E／ A，經(jīng) E／ A 比較放大后，輸出至乘法器 M2。外接功率 MOSFET 的源極串聯(lián)電阻，將漏極的升壓電感器L 的峰值電流取樣，由 4 腳輸入電流誤差放大器，并與乘法器輸出電壓作參考。在 Q 關(guān)斷時(shí)，電感器 L 中貯存的能 量釋放，通過(guò)升壓二極管 D 貯存在輸出感器 L 中貯存的能量釋放，通過(guò)升壓二極管D 貯存在輸出感器 L 中貯存的能量釋放，通過(guò)升壓二極管 D 貯存在輸出出 PWM脈沖，驅(qū)動(dòng) Q 導(dǎo)通。 DC/AC 逆變器拓?fù)? LD7731 引腳功能 介紹 是電流 控制模式 模式的 6 腳 PWM 控制器，具有低功耗，低啟動(dòng)電流的特點(diǎn)。 COMP 電壓反饋腳，通過(guò)連接一個(gè)光電耦合器去關(guān)閉回路校準(zhǔn)電壓。 CS 電流感應(yīng)腳，感應(yīng)接收 MOS 管得電流。 OUT 柵極驅(qū)動(dòng)輸出。 COMP 和 CS 一個(gè)接 收 由光電耦合器反饋過(guò)來(lái)的電壓另一個(gè)接 收 MOS 管 S 級(jí)反饋過(guò)來(lái)電流， R7731 以這兩個(gè)值 為根據(jù)調(diào)節(jié)占空比， ZDB901 為穩(wěn)壓二極管，給 IC 提供穩(wěn)定工作電壓， CB905 主要是儲(chǔ)能，保證 IC 持續(xù)供電，同時(shí)也有保護(hù)作用。我們知道開(kāi)關(guān)電源效率和開(kāi)關(guān)頻率成正比，延長(zhǎng)結(jié)電容放電時(shí)間無(wú)疑會(huì)影響電源效率，所以加入 低通超快恢復(fù) 二極管 DB903，當(dāng) OUT 端正脈沖結(jié)束時(shí)，二極管導(dǎo)通，結(jié)電容迅速放電， MOS 管關(guān)閉。此腳與地（ GND）間接一只電容 Css，與 4 腳（ RFmin）間接一只電阻 Rss，用以確定軟啟動(dòng)時(shí)的最高工作頻率。 DELAY 過(guò)載電流延遲關(guān)斷端。當(dāng) ISEN 腳的電壓超過(guò) 時(shí)，芯片內(nèi)部將通過(guò) 150uA 的恒流源向 Cd 充電，當(dāng)充電電壓超過(guò) 時(shí)，芯片輸出將被關(guān)斷，軟啟動(dòng)電容 Css 上的電也被放掉 。這樣，在過(guò)載狀態(tài)下，芯片周而復(fù)始地工作于間歇工作狀態(tài)。 Rd 越大，允許過(guò)流時(shí)間越短，關(guān)斷時(shí)間越長(zhǎng)。對(duì)地間連接一只電容 CF，和 4 腳對(duì)地的 RFmin 配合可設(shè)定振蕩器的開(kāi)關(guān)頻率。 4 腳提供 2V 基準(zhǔn)電壓，并且，從 4 腳到地接一只電阻 RFmin，用于設(shè)置最低振蕩頻率。 RFmax 是最高工作頻率設(shè)置電阻。 STBY 間歇工作模式門(mén)限（ ）。當(dāng) 5 腳電壓超過(guò)基準(zhǔn) 5STBY 電壓 50mV 時(shí)，芯片重新開(kāi)始工作。當(dāng)負(fù)載降到某個(gè)水平之下（輕載）時(shí)，通過(guò) RFmax 和光耦（參見(jiàn)結(jié)構(gòu)圖），這個(gè)功能使芯片實(shí)行間歇工作模式。 ISEN 電流檢測(cè)信號(hào)輸入端。這個(gè)輸入端沒(méi)有打算實(shí)現(xiàn)逐周控制，因此必須通過(guò)濾波獲得平均電流信息。在主電路短路的情況下，這通常使得電路的峰值電流幾乎恒定。檢測(cè)信息被閉鎖，只有當(dāng)電源電壓 Vcc 低于UVLO 時(shí)，芯片才會(huì)被重新啟動(dòng)。 LINE 輸入電壓檢測(cè)。檢測(cè)電壓低于 時(shí)，關(guān)閉輸出（非閉鎖）并釋放軟啟動(dòng)電容器。這個(gè)比較 LINE 器具有滯后作用：如果檢測(cè)電壓低于 ，內(nèi)部的 15uA 恒流源被打開(kāi)。該腳電壓被內(nèi)部的 齊納二極管所限， 齊納二極管的導(dǎo)通使得芯片的輸出關(guān)斷 （非閉鎖）。該腳內(nèi)部連接一只比較器，當(dāng)該腳電壓超過(guò) 時(shí)，芯片閉鎖式關(guān)機(jī)，只有當(dāng)將芯片工作電壓 Vcc 降低到 UVLO 門(mén)限之下時(shí)，才能夠重新開(kāi)始工作。 PFCSTOP 打開(kāi) PFC（功率因數(shù)校正）控制器的控制渠道。當(dāng)芯片被 DIS 、 ISEN 、 LINE 6V 和 STBY 關(guān)閉時(shí)， 9 腳輸出被拉低。在 UVLO（低壓閉鎖）期間，該引腳是開(kāi)放的。 GND 芯片地。所有相關(guān)的地都應(yīng)該和這個(gè)腳連通，并且要同脈沖控制回路分開(kāi)。該腳能夠提供 的輸出電流和 的灌入峰值電流驅(qū)動(dòng)半橋電路的低端 MOS 管。 Vcc 電源包括芯片的信號(hào)部分和低端 MOS 管的門(mén)極驅(qū)動(dòng)。 . 空引腳，用于高電壓隔離，增大 Vcc 和 14 腳間的間距。該腳內(nèi)部沒(méi)有連接，與高壓隔離，并且使得在 PCB 上能夠滿足安全規(guī)程（漏電距離）的要求。為高端門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流提供電流返回回路。 HVG 高端懸浮門(mén)極驅(qū)動(dòng)輸出。有一只電阻通過(guò)芯片內(nèi)部連接到 14腳（ OUT）以確保在 UVLO 期間不懸浮驅(qū)動(dòng) 。在 16 腳（ Vboot）與 14 腳（ OUT）間連接一只自舉電容，被芯片內(nèi)部的一個(gè)自舉二極管與低端門(mén)極驅(qū)動(dòng)器同步驅(qū)動(dòng)。它提供 50%占空比：在同一時(shí)間高端和低端 180176。 輸出電壓的調(diào)整是通過(guò)調(diào)整工作頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。 用自舉方法驅(qū)動(dòng)高端開(kāi)關(guān)， IC 整合了一個(gè)能夠承受 600V 以上電壓的高壓浮動(dòng)結(jié)構(gòu)和一個(gè)同步驅(qū)動(dòng)式高壓橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體 (DMOS)器件，節(jié) 省了一個(gè)外部快速恢復(fù)自舉二極管。 啟動(dòng)時(shí)，為防止開(kāi)機(jī)涌流，開(kāi)關(guān)頻率從一個(gè)可設(shè)定的啟動(dòng)極限頻率逐步降低，直到控制回路達(dá)到穩(wěn)定值為止。 在輕載狀態(tài)下，集成電路可以被迫進(jìn)入一個(gè)間歇脈沖工作模式，以便維持轉(zhuǎn)換器的輸入能量到一個(gè)最小值。 如果第一級(jí)的保護(hù)不足以控制住主回路電流，高電平過(guò)流保護(hù)將閉鎖集成電路。另外還有閉鎖的過(guò)溫和過(guò)壓保護(hù)也很容易實(shí)現(xiàn)。 次級(jí)三端穩(wěn)壓電路 TL431 是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為 ，在很多應(yīng)用中用它代替齊納二極管對(duì)電源 末端進(jìn)行穩(wěn)壓。 圖 261 三段穩(wěn)壓電路 反饋組電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源，隔離 技術(shù)和抗干擾技術(shù)是至關(guān)重要的，光耦合器（ optical coupler）英文縮寫(xiě)為 OC）亦稱(chēng)光電隔離器或光電耦合器，簡(jiǎn)稱(chēng)光耦。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了 “電 —光—電 ”轉(zhuǎn)換。普通光耦合器只能傳輸數(shù)字（開(kāi)關(guān)）信號(hào)，不適合傳輸模擬信號(hào)。 圖 271 反饋電路 光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降 VF、正向電流 IF、電流傳輸比 CTR、輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕緣電阻、集電極 發(fā)射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極 發(fā)射極飽和壓降 VCE(sat)。 如圖 271 所示 ，光電耦合器采集的是 RW960 的電壓，也就是輸出電壓 。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRW Xm Aamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YW pazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpaz adNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YW RrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZ