【正文】 壓器的次級(jí)感應(yīng)出的電壓被整流、濾波后就產(chǎn)生了低壓直流。 在方波的上升沿和下降沿．有很多高次諧波，如果這些高次TB波反饋到輸入交流線，就會(huì)對(duì)其它電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。 此外，為了使整個(gè)電路安全可靠地工作，還要設(shè)計(jì)輔助電路，主要包括過壓、過流保護(hù)電路等。 效率：電源的輸出功率與輸入功率的百分比。 ESR：等效串聯(lián)電阻。一般情況下，ESR值越低的電容，性能越好。 啟動(dòng)浪涌電流限制電路：它屬于保護(hù)電路。為了防止不必要的功率損耗，在設(shè)計(jì)這一電路時(shí)，一定要保證濾波電容充滿電之前，就起到限流作用。 線性調(diào)整率：輸出電壓隨輸入線性電壓在指定范圍內(nèi)變化的百分率。 負(fù)載調(diào)整率：輸出電壓隨負(fù)載在指定范圍內(nèi)變化的百分率。 噪音和波紋：附加在直流輸出信號(hào)上的交流電壓和高頻尖峰信號(hào)的峰值。隔離式開關(guān)電源：一般指高頻開關(guān)電源。 輸出瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間：從輸出負(fù)載電流產(chǎn)生變化開始，經(jīng)過整個(gè)電路的調(diào)節(jié)作用，到輸出電壓恢復(fù)額定值所需要的時(shí)間。 遠(yuǎn)程檢測(cè)：電壓檢測(cè)的一種方法。 軟啟動(dòng)：在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，一種延長(zhǎng)開關(guān)波形的工作周期的方法。 電磁干擾—無線頻率干擾(EMLBFI)：即那些由開關(guān)電源的開關(guān)元件引起的，不希望傳按和發(fā)射的高頻能量頻譜。當(dāng)出現(xiàn)過壓現(xiàn)象時(shí)，保護(hù)電路啟動(dòng)，將電源輸出端電壓快速短路。 第2章 輸入電路 電壓倍壓整流技術(shù) 在前面已經(jīng)提到，隔離式開關(guān)電源是直接對(duì)輸入的交流電壓進(jìn)行整流，而不需要低頻線性隔離變壓器。為了實(shí)現(xiàn)兩種輸入電源的轉(zhuǎn)換，要利用倍壓整流技術(shù)，如圖3—1所示。 電路工作過程如下：當(dāng)開關(guān)S1閉合時(shí)．電路在115v交流輸入電壓下1：作。即115v1．4＝160v，在交流電的負(fù)半周，電容器c2通過二極管vD4也被充電到160v。當(dāng)開關(guān)S1打開時(shí)，二極管VDl—VD4組成了全橋式整流電路，對(duì)輸入的交流230V進(jìn)行整流，也同樣產(chǎn)生320v的直流電壓。浪涌電流主要是由濾波電容充電引起的，在開關(guān)管開始導(dǎo)通的瞬間，電容對(duì)交流呈現(xiàn)出很低的阻抗，一般情況下，只是電容的E5R值。 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。 電阻—雙向可控硅技術(shù)：采用此項(xiàng)浪涌電流限制技術(shù)時(shí)，將電阻與交流輸入線相串聯(lián)。這種電路結(jié)構(gòu)需要一個(gè)觸發(fā)電路，當(dāng)某些預(yù)定的條件滿足后，觸發(fā)電路把雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通。圖2—1中的Vs和R1為雙向可控硅和電阻的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。圖2—1中的RT1和RT2是熱敏電阻的電阻—溫度特性和溫度系數(shù)，關(guān)系如圖2—2所示。當(dāng)開關(guān)電源接通時(shí)，熱敏電阻的阻值基本上是電阻的標(biāo)稱值。當(dāng)電容開始充電時(shí)，充電電流流過熱敏電阻，開始對(duì)其加熱。這樣，就不會(huì)影響整個(gè)開關(guān)電源的效率。比如電網(wǎng)附近有電感性開關(guān)，暴風(fēng)雨天氣時(shí)的雷電現(xiàn)象，都是產(chǎn)生高尖峰的因素。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：公式中，L是電感器的漏感，I是通過線圈的電流。所以必須要采取措施加以避免。如圖2—l所示，把壓敏電阻Rv連在交流電壓的輸入端。也就是說，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。 1．選擇壓敏電阻的電壓額定值，應(yīng)該比最大的電路電壓穩(wěn)定值大10％一20％；2．計(jì)算或估計(jì)出電路所要承受的最大瞬間能量的焦?fàn)枖?shù)； 3．查明器件所需要承受的最大尖峰電流； 上述幾步完成后，就可以根據(jù)生產(chǎn)廠家的壓敏電阻參數(shù)資料選擇合適的壓敏電阻器件。一般情況下，隔離式開關(guān)電源都是用高頻變壓器作為主要隔離器件。所謂單端，指的是變壓器磁芯僅工作在其磁滯回線的一側(cè)。 從圖3—4的電路工作狀態(tài)波形可見，電路的工作過程如下：當(dāng)晶體管VT1導(dǎo)通時(shí)，它在變壓器初級(jí)電感線圈中儲(chǔ)存能量，與變壓器次級(jí)相連接的二極管VD處于反偏壓狀態(tài)，所以二極管VD截止。當(dāng)晶體管VT1截止時(shí)，變壓器次級(jí)電感線圈中的電壓極性反轉(zhuǎn)過來，使得二極管VD導(dǎo)通，給輸出電容c充電，同對(duì)在負(fù)載RL上也有了電流IL。 . 單端反激式變換器電路中的開關(guān)晶體管在單端反激式變換器電路中。晶體管截止時(shí)所承受的尖峰電壓按下面的公式進(jìn)行計(jì)算： 公式中，vin是輸入電路整流濾波后的直流電壓，6mx是最大工作占空比。為了限制晶體管的集電極安全電壓，工作占空比應(yīng)保持在相對(duì)地低一些，一般要低于50％，即8mm＜o(jì)．5。因此，在單端反激式變換器電路設(shè)計(jì)中，晶體管的工作電壓一般在800V以上，通常按900v計(jì)算可安全可靠地工作。 第二個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是必須滿足晶體管在導(dǎo)遏時(shí)的集電極電流的需求。 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尸m可用下式表示： (3—3)公式中，v是變換器的效率。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(jì)算公式如下： Ilamx最大負(fù)載電流‘L：變壓器次級(jí)繞組的電感量；U0：空氣的導(dǎo)磁率。 相對(duì)導(dǎo)磁率從應(yīng)盡可能選得大一些，以避免由于喂制磁充尺寸和線徑，以及銅損和鐵損引起磁芯溫升過高。與電壓控制方式相比在負(fù)載響應(yīng)和線性調(diào)整度等方面有很多優(yōu)越之處。內(nèi)部工作原理簡(jiǎn)介示出了UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度；③腳為電流檢測(cè)輸入端，驅(qū)動(dòng)能力為177。；⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW；⑧腳為5V的負(fù)載能力。 圖1內(nèi)部原理框圖代表性的方框圖如圖17，所以振蕩器頻率由定時(shí)元件RT和CT選擇值決定。在CT放電期間，振蕩器產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部消隱脈沖保持“或非”門的中間輸入為高電子，這導(dǎo)致輸出為低狀態(tài)，從而產(chǎn)生丁一個(gè)數(shù)量可控的輸出靜區(qū)時(shí)間。注意盡管許多的Rt和Ct值都可以產(chǎn)生相同的振蕩器頻率，但只有一種組合可以得到在給定頻率下的特定輸出靜區(qū)時(shí)間。1 0％之內(nèi)，這些內(nèi)部電路的優(yōu)點(diǎn)使振蕩器頻率及晨大輸出占空比的變化最小。正很多噪聲敏感應(yīng)用中，可能希望將變換器頻率鎖定至外部系統(tǒng)時(shí)鐘上。為了可靠的鎖定，振蕩器自振應(yīng)頻率設(shè)為比叫鐘頻率低10％左右。通過修整時(shí)鐘波形，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確輸出占空比箝位。(圖7)。典刑情況下變換揣輸出電壓通過一個(gè)電阻分壓器分壓，并由反向輸入監(jiān)視。誤差放大器輸出(管腳1)用于外部回路補(bǔ)償(圖30)。這發(fā)生在電源正在工作并且負(fù)載被取消時(shí)，或者在軟啟動(dòng)過程的開始(圖23，24)。這樣在逐周基礎(chǔ)上差信號(hào)控制峰值電感電流。電感電流通過插入一個(gè)與輸出開關(guān)Q1的源極串聯(lián)的以地為參考的取樣電阻Rs轉(zhuǎn)換成電壓。在正常的工作條件下，峰值電感電流由管腳1上的電壓控制，其中：當(dāng)電源輸出過載或者如果輸出電壓取樣丟失時(shí)，異常的工作條件將出現(xiàn)。因此最大峰值開關(guān)電流為：當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)大功串開關(guān)穩(wěn)壓揣時(shí)為了保持Rs的功耗在——個(gè)合理的水平上希望降低內(nèi)部嵌位電壓，調(diào)節(jié)此電壓的簡(jiǎn)單方法如圖22所示。如果Ipk(max)箝位電壓降低過多將導(dǎo)致由于噪聲拾取而產(chǎn)生的不誤操作。這個(gè)尖脈沖的產(chǎn)生是由于電源變壓器匝間電容和輸出整流管恢復(fù)時(shí)間造成的。欠壓鎖定采用丁兩個(gè)欠壓鎖定比較器來保證在輸出級(jí)被驅(qū)動(dòng)之前，集成電路已完全可用。每個(gè)都具有內(nèi)部的滯后，以防止在通過它們各自的門限時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出動(dòng)作。／。UCX843A準(zhǔn)備應(yīng)用于更低電壓直流到直流變換器中。它的作用是保護(hù)集成電路免受系統(tǒng)啟動(dòng)期間產(chǎn)生的過高電壓的破壞。輸出這些器件有一個(gè)單圖騰柱輸出級(jí)，是專門設(shè)計(jì)用來自接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的，它能提供高達(dá)177。 技術(shù)參數(shù)第5章 UC3842常用的電壓反饋電路的選用 概述通常，PWM型開關(guān)電源把輸出電壓的采樣作為PWM控制器的反饋電壓，該反饋電壓經(jīng)PWM控制器內(nèi)部的誤差放大器后，調(diào)整開關(guān)信號(hào)的占空比以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。本文首先對(duì)電流型脈寬控制器UC3842（內(nèi)部電路圖如圖1所示）常用的三種穩(wěn)定輸出電壓電路作了介紹，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調(diào)節(jié)輸出電壓，使得UC3842的輸出信號(hào)的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值。勢(shì)必引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用。同時(shí)該電壓經(jīng)R2及R4分壓后作為采樣電壓，送入U(xiǎn)C3842的腳2，在與基準(zhǔn)電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳6輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡(jiǎn)單，副邊繞組、