【正文】 中，用作開關(guān)功率管的 MOSFET 幾乎全部都是 N溝道增強型器件。 MOSFET 在大功率開關(guān)電源中用作開關(guān)，比雙極性功率晶體管具有明顯的優(yōu)勢。 MOSFET 功率管的特點 （ 1） MOSFET 是電壓控制型器件 因此在驅(qū)動大電流時無需推動級，電路較簡單； （ 2） 輸入阻抗高，可達 108Ω 以上； （ 3） 工作頻率范圍寬，開關(guān)速度快 ( 開關(guān)時間為幾十納秒到幾百秒 ) 開關(guān)損耗??； （ 4） 有較優(yōu)良的線性區(qū)，并且 MOSFET 的輸入電容比雙極型的 輸入電容小得多，所以它的交流輸入阻抗極高；噪聲也小，最合適制作 HiFi 音響； （ 5） 功率 MOSFET 可以多個并聯(lián)使用，增加輸出電流而無需均流電阻。它的耐壓能力為 600～ 1800V，電流容量為 100～400A，關(guān)斷時間低至 s，在開關(guān)電源中作功率開關(guān)用，具有 MOSFET 與之不可比擬的優(yōu)點。 (2)IGBT 比 MOSFET 的耐壓高，電流容量大： IGBT 導(dǎo)通時正載流子從 P＋層流人 N型區(qū)并在 N 型區(qū)積蓄，加強了電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，這就使 IGBT 在導(dǎo)通時 呈現(xiàn)的電阻比高壓（ 300V 以上） MOSFET 低得多，因而 IGBT 容易實現(xiàn)高壓大電流。 (3)開通速度比 MOSFET 快：由于 IGBT 中小電流 MOSFET 的開通速度很快，在 8 開通之初后級 PNP 型晶體管的基極電流上升很快，使 IGBT 的開通速 度不 但比雙極性晶體管快，而且開通延遲時間 td（ on）比同容量的 MOSFET 還短。后級 PNP型管的集一射極之間有基一射極 PN 結(jié)壓降和 MOSFET 的壓 降，故集一射極不進入深飽和狀態(tài)，關(guān)斷速度較快。 控制電路的選擇 方案一： TL494 集 成控制器 TL494 是美國德州儀器公司生產(chǎn)的一種電壓驅(qū)動型脈寬調(diào)制控制集成電路，主要應(yīng)用在各種開關(guān)電源中。圖 26 是它的管腳圖，其中 2 腳是誤差放大器 I 的同相和反相輸入端； 3 腳是相位校正和增益控制； 4 腳為間歇期調(diào)理，其上加 0～ 電壓時可使截止時間從 2%線懷變化到 100%； 6腳分別用于外接振蕩電阻和振蕩電容； 7 腳為接地端； 9 腳和 1 10 腳分別為 TL494 內(nèi)部兩個末級輸出三極管集電極和發(fā)射極； 12 腳為電源供電端； 13 腳為輸出控制端，該腳接地時為并聯(lián)單端輸出方式，接 14 腳時為推挽輸出方式；14腳為 5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，最大輸出電流 10mA； 1 16腳是誤差放大器 II的反相和同相輸入端。 利用 UC3842 設(shè)計的 電流制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源，克服了電壓控制型脈寬調(diào)制開關(guān)穩(wěn)壓電源頻響慢、電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率低的缺點，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低、體積小、易現(xiàn)實。 系統(tǒng)方案確定 經(jīng)過仔細分析和論證，決定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下： （ 1）主電路模塊：采用正激式變壓器開關(guān)電源； （ 2）主電路功率模塊：功率開關(guān)晶體管的選擇采用功率開關(guān) MOSFET； （ 3） 控制電路 ： 脈寬調(diào)制器 選擇采用 UC3842 電源集成控制器。這些變換由主電路和控制回路兩部分完成。如果將控制回路集成化，就稱之為開關(guān)電源集成控制器；如果將主回路和控制回路集成一起，就稱之為開關(guān)電源模塊化。 主要單元的電路設(shè)計 主要電路部分電路設(shè)計 （ 1） EMI 濾波器及橋式整流電路餓的設(shè)計 交流電壓由 C L C2 以及 C C4 進行低通濾波。它們的組合應(yīng)用對電磁干擾有很強的衰減旁路作用。 圖 31 濾波及整流電路 11 （ 2） 高頻變壓器的設(shè)計 正激式變換器的占空比不得大于 ， 工作頻率應(yīng)低于 100KHz，這對高頻變壓器的和開關(guān)功率管來說比較有利 。 輸出： 12V/10A， DC。損耗大，噪聲大。 工作周期為： ）（）（ us10s1010100 1fo1 53 ?????T ② 最大導(dǎo)通時間 Ton（ max）的確定 正激式變壓器的占空比 D（ max）應(yīng)該低于 ，現(xiàn)選用 D（ max） = ，D（ min） =，得： ）（ ????? M A XDTT ③ 變壓器次級輸出電壓（ Vs）的計算 )( a x VD VVVV LFos ??????? 這公式中 Vo 為肖特 基 二極管的正向壓降，取值 ， VL為濾波電感器的壓降，取值為 。 )(14121002m in( m in ) VVV p ????? ( m in ) ??? P SV Vn ⑤ 輸入功率的計算 12 )(150%80 1012 WPP oi ???? ? 表 1 輸出功率與磁芯尺寸的關(guān)系 尺寸 磁芯型號 A/H （ max） B/h （ max） C （ max） D （ max） 有效截面積（ mm2） 輸出功率 Po（ W） 窗口面積 Be（ mm2） 50kHz 100kHz 150kHz 200kHz EE16 16/8 12/6 4 18 8 12 16 18 9 EE19 19/7 14/6 4 5 20 15 20 30 40 EE22 22/11 19/8 6 6 36 20 30 50 80 EE25 25/17 19/13 7 6 42 40 55 90 130 18 EE28 28/17 20/8 78 50 90 140 200 EE30 38/21 21/17 11 115 95 130 210 260 EE35 35/20 28/18 11 10 110 120 170 300 440 EE40 40/27 35/21 12 138 190 290 420 550 EE45 45/30 38/23 13 12 156 220 350 510 650 75 根據(jù)輸出功率與磁芯尺寸的關(guān)系（ 見表 1），選用 EE35，其有效截面積2110mmAe ? 。對于正激式變壓器，它是單向勵磁。 )(6101102021 42 匝?????N )( 21 匝??? NN ⑦ 反饋繞組 )( 3N 的計算 1IC 的最低啟動電壓為 16V，正常工作電壓為 20V，加上整流二極管 6VD的管壓降 ，所以反饋繞組 3N 的供電電壓為 。 ⑨ 扼流圈電感的計算 扼流圈 2L 在電路中起著平滑濾波的作用，它的大小對輸出波紋電壓的大小似乎起不到很大的作用，但它對于維持負載最小電流卻起著很大的作用。 實踐表明，在不連續(xù)工作狀態(tài)下，為達到輸出電壓穩(wěn)定，占空比調(diào)節(jié)量的大小 是 由負載和輸入電壓變化量的大小同決定的。這種現(xiàn)象是非常不好的，這是因為主輸出扼流圈電感不是 處 于連續(xù)狀態(tài)。認真計算和調(diào)試選用扼流圈非 常重要。 )(120)( mVVV R ???? ⑩ 計算變壓器初級電感量 pL 14 初級有效電流： )(141150( m in) AV PI P iPe ??? 初級最大電流： )( a x pADII PePm ???? 初級電感量： )( 36( m i n ) mHI TVL Pm onpP ????????? ○11求磁芯氣隙 δ )()( ?????????? ???? （ 3） 正激式變換電路設(shè)計 所謂正激式是指變壓器的初級與次級同相位。它適用于低電壓、大電流的開關(guān)電源， 多用于 150W 以下的小功率場合。 C1 VD R12 是開關(guān)晶體管鉗位消噪電路； VD8 是肖特基整流二極管，它的作用非常重要，差不多 40%的功耗損失在整流二極管上； RF 是自動恢復(fù)開工，它的