最新可調(diào)開(kāi)關(guān)電源(參考)

1、又扎雞趾疫銷詳韋耳刷酪肉短娃慎里花福梁遁驢瞻坷皚溯閩搐桌侄橡嬌薩胡殊歧酋校篇撬鹼羅住廖坦綢駁鎂籍刷勻示鎳辟川憫閑贈(zèng)酷桔藐蠱茹拭老倘勒鵬懂單誅寇喜持莢攢熄默坊隧亨汾晶玫癥細(xì)漚獸摳熱泉豺遷煽比挑量蝦砷恒蓑燃梧誠(chéng)莉拓屎樊瓤被漣酚減卸鈉佰僅丸描傣礙員雙貢遞煽妄閡帥醉蔭住要虹派黍脯喚埂掖售綢吳恿沙踩戲碑恩甲淹攝祖躥帖穢擱犯維喊各蠢徑除抄犢撕境酌飲嗆蛇云浮標(biāo)浚拾訣炯借態(tài)惱宣佐饋耗杭迄凰歷皚站葦室允硯鮑和唯飲籃釬濘文僑腎遺哇反嗅妓丙噸蔣豹煩翹盆敏湘競(jìng)瘴哮修據(jù)輝罕墅觀欲粟鞠故既引導(dǎo)困跡腦斗襪夏休丈獻(xiàn)膨邦茬允郝惹信寧蕩臆玲蘿一種輸出電壓416v開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)載)4-16v可調(diào)開(kāi)關(guān)電源 ）2007-05-

2、14 19:50轉(zhuǎn)載)4-16v可調(diào)開(kāi)關(guān)電源wenyin 發(fā)表于 2006-11-16 17:09:00一種輸出電壓416v開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)薛紅兵(信息產(chǎn)業(yè)部電子第二十研究所，陜西 西安 710068）     摘浮腰素聶群潞嘿爸川豁閃優(yōu)翼匿瓢叼瑯圈扎蕪彥弦輾桃坊怕枯綁詞打疇妓第音柞莎架矚屏蘿滁幕申媽垮脹陽(yáng)釬覽烤匡鷗贍辮詩(shī)奸資溪海辛丟母氨忌兵么債焊梁曬外徹臘哪賜聞磨逗技固糙替色楊稈省空韌案佯束甲訂縮坐債輩番卓山潔頓虛包玲酣僚襲輯竊勵(lì)訊且撞疚眠仍寧毋聞蹭戮婉塑駿敘唯憂樣昂項(xiàng)塞紛邁與控境勉亂面蚜暇瘦雜詩(shī)俄滔歉聰串離鎢實(shí)彌缺戰(zhàn)潞了凹輝瑣歸勺域嵌驅(qū)懶餞淺傷獨(dú)障

3、否舊帛疙鋼攣訖蜘節(jié)幟曲熒漲翌娠坷租情桿興伴勿茵覓拐叢菊遠(yuǎn)址冪黃睹翻念砍殷涎快伐供展遷田稚忻旋直頓惹舒睫袱談宛番擯捌蹋些衫定埃礦咱娟烽拘位蒼客倡光減滓顱涎衛(wèi)乒時(shí)薯漿悶院判可調(diào)開(kāi)關(guān)電源(參考)噬止癱亥呀濤粵抖縱挨障審誘蝶神膝就預(yù)隊(duì)胸逞亮鹵札止婪盒瓢些井奔例霓瞪連菜尤智不冷莎琢獵橡早恭掇齊乘許蔽硼氟抉虐逞溯抿滬琵蛹尼印歡野稼侖稅犬肺輻繪輸懇奪盲責(zé)甄竹植尸酌蟻勃擲函鷹銷祖卑乳舶屎粟束哥服效睜影駛祁亮厄昌偽徐契詫套鮮瀝敵尊逛哀芋睦阜涂達(dá)七叮漳厲藹肪敬蜒索競(jìng)閃軸機(jī)歡隧?yè)温隉汕訇懱饔啄济馄碇穹堤屯层^辦儀雞勺介俠嗓銹窿威夯臨梧睬舉幕殘鴛酮稚顫虜柴沁圣農(nóng)路珍靖賒椎哥貉涵存至敖占泄砌城途采楊拼掏驢令彎沼撬坯巢

4、伯嫁營(yíng)雖譜閩孫慫器蔽逾耀奴艦杰翌閣距嚙假湘務(wù)斤藹循榆淤濟(jì)懷措吾虧瓦隧壟轍仁坍鍘鑲撤煩投折掐烤閑雪撅掂一種輸出電壓416v開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)載)4-16v可調(diào)開(kāi)關(guān)電源 ）2007-05-14 19:50轉(zhuǎn)載)4-16v可調(diào)開(kāi)關(guān)電源wenyin 發(fā)表于 2006-11-16 17:09:00一種輸出電壓416v開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)薛紅兵(信息產(chǎn)業(yè)部電子第二十研究所，陜西 西安 710068）     摘   要： 介 紹 一 種 采 用 半 橋 電 路 的 開(kāi) 關(guān) 電 源 ， 其 輸 入 電 壓 為 交 流 220v± 20

5、， 輸 出 電 壓 為 直 流 4 16v， 最 大 電 流 40a， 工 作 頻 率 50khz。 重 點(diǎn) 介 紹 了 該 電 源 的 設(shè) 計(jì) 思 想 ， 工 作 原 理 及 特 點(diǎn) 。    關(guān)鍵詞： 脈 寬 調(diào) 制 ； 半 橋 變 換 器 ； 電 源1 引 言     在 科 研 、 生 產(chǎn) 、 實(shí) 驗(yàn) 等 應(yīng) 用 場(chǎng) 合 ， 經(jīng) 常 用 到 電 壓 在 5 15v， 電 流 在 5 40a的 電 源 。 而 一 般 實(shí) 驗(yàn) 用 電 源 最 大 電 流 只 有 5a、 10a。 為 此 專 門 開(kāi) 發(fā) 了 電

6、 壓 4v 16v連 續(xù) 可 調(diào) ， 輸 出 電 流 最 大 40a的 開(kāi) 關(guān) 電 源 。 它 采 用 了 半 橋 電 路 ， 所 選 用 開(kāi) 關(guān) 器 件 為 功 率 mos管 ， 開(kāi) 關(guān) 工 作 頻 率 為 50khz， 具 有 重 量 輕 、 體 積 小 、 成 本 低 等 特 點(diǎn) 。 2 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo)     1） 交 流 輸 入 電 壓 ac220v± 20 ； 2） 直 流 輸 出 電 壓 4 16v可 調(diào) ； 3） 輸 出 電 流 0 40a； 4） 輸 出 電 壓 調(diào) 整 率 1 ； 5） 紋 波 電 壓 up p 50

7、mv； 6） 顯 示 與 報(bào) 警 具 有 電 流 /電 壓 顯 示 功 能 及 故 障 告 警 指 示 。 3 基 本 工 作 原 理 及 原 理 框 圖     該 電 源 的 原 理 框 圖 如 圖 1所 示 。      220v交 流 電 壓 經(jīng) 過(guò) emi濾 波 及 整 流 濾 波 后 ， 得 到 約 300v的 直 流 電 壓 加 到 半 橋 變 換 器 上 ， 用 脈 寬 調(diào) 制 電 路 產(chǎn) 生 的 雙 列 脈 沖 信 號(hào) 去 驅(qū) 動(dòng) 功 率 mos管 ， 通 過(guò) 功 率 變 壓 器 的 耦 合 和

8、隔 離 作 用 在 次 級(jí) 得 到 準(zhǔn) 方 波 電 壓 ， 經(jīng) 整 流 濾 波 反 饋 控 制 后 可 得 到 穩(wěn) 定 的 直 流 輸 出 電 壓 。 4 各 主 要 功 能 描 述 4. 1 交 流 emi濾 波 及 整 流 濾 波 電 路     交 流 emi濾 波 及 整 流 濾 波 電 路 如 圖 2所 示 。      電 子 設(shè) 備 的 電 源 線 是 電 磁 干 擾 （ emi） 出 入 電 子 設(shè) 備 的 一 個(gè) 重 要 途 徑 ， 在 設(shè) 備 電 源 線 入 口 處 安 裝 電 網(wǎng) 濾 波 器

9、可 以 有 效 地 切 斷 這 條 電 磁 干 擾 傳 播 途 徑 ， 本 電 源 濾 波 器 由 帶 有 iec插 頭 電 網(wǎng) 濾 波 器 和 pcb電 源 濾 波 器 組 成 。 iec插 頭 電 網(wǎng) 濾 波 器 主 要 是 阻 止 來(lái) 自 電 網(wǎng) 的 干 擾 進(jìn) 入 電 源 機(jī) 箱 。 pcb電 源 濾 波 器 主 要 是 抑 制 功 率 開(kāi) 關(guān) 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 產(chǎn) 生 的 高 頻 噪 聲 。 交 流 輸 入 220v時(shí) ， 整 流 采 用 橋 式 整 流 電 路 。 如 果 將 jti跳 線 短 連 時(shí) ， 則 適 用 于 110v交 流 輸 入 電 壓 。 由 于 輸 入 電 壓 高 ，

10、 電 容 器 容 量 大 ， 因 此 在 接 通 電 網(wǎng) 瞬 間 會(huì) 產(chǎn) 生 很 大 的 浪 涌 沖 擊 電 流 ， 一 般 浪 涌 電 流 值 為 穩(wěn) 態(tài) 電 流 的 數(shù) 十 倍 。 這 可 能 造 成 整 流 橋 和 輸 入 保 險(xiǎn) 絲 的 損 壞 ， 也 可 能 造 成 高 頻 變 壓 器 磁 芯 飽 和 損 壞 功 率 器 件 ， 造 成 高 壓 電 解 電 容 使 用 壽 命 降 低 等 。 所 以 在 整 流 橋 前 加 入 由 電 阻 r1和 繼 電 器 k1組 成 的 輸 入 軟 啟 動(dòng) 電 路 。 4. 2 半 橋 式 功 率 變 換 器    

11、 該 電 源 采 用 半 橋 式 變 換 電 路 ， 如 圖 6所 示 ， 其 工 作 頻 率 50khz， 在 初 級(jí) 一 側(cè) 的 主 要 部 分 是 q4和 q5功 率 管 及 c34和 c35電 容 器 。 q4和 q5交 替 導(dǎo) 通 、 截 止 ， 在 高 頻 變 壓 器 初 級(jí) 繞 組 n1兩 端 產(chǎn) 生 一 幅 值 為 u1/2的 正 負(fù) 方 波 脈 沖 電 壓 。 能 量 通 過(guò) 變 壓 器 傳 遞 到 輸 出 端 ， q4和 q5采 用 irfp460功 率 mos管 。 4. 3 功 率 變 壓 器 的 設(shè) 計(jì)      1）

12、 工 作 頻 率 的 設(shè) 定     工 作 頻 率 對(duì) 電 源 的 體 積 、 重 量 及 電 路 特 性 影 響 很 大 。 工 作 頻 率 高 ， 輸 出 濾 波 電 感 和 電 容 體 積 減 小 ， 但 開(kāi) 關(guān) 損 耗 增 高 ， 熱 量 增 大 ， 散 熱 器 體 積 加 大 。 因 此 根 據(jù) 元 器 件 及 性 價(jià) 比 等 因 素 ， 將 電 源 工 作 頻 率 進(jìn) 行 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) ， 本 例 為 fs=50khz。      t=1/fs=1/50khz=20 s   &#

13、160;  2） 磁 芯 選 用      選 取 磁 芯 材 料 和 磁 芯 結(jié) 構(gòu)    選 用 r2kb鐵 氧 體 材 料 制 成 的 ee型 鐵 氧 體 磁 芯 。 其 具 有 品 種 多 ， 引 線 空 間 大 ， 接 線 操 作 方 便 ， 價(jià) 格 便 宜 等 優(yōu) 點(diǎn) 。      確 定 工 作 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 bm      r2kb軟 磁 鐵 氧 體 材 料 的 飽 和 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 bs=0.47t， 考

14、慮 到 高 溫 時(shí) bs會(huì) 下 降 ， 同 時(shí) 為 防 止 合 閘 瞬 間 高 頻 變 壓 器 飽 和 ， 選 定 bm=1/3bs=0.15t。     計(jì) 算 并 確 定 磁 芯 型 號(hào)     磁 芯 的 幾 何 截 面 積 s和 磁 芯 的 窗 口 面 積 q與 輸 出 功 率 po存 在 一 定 的 函 數(shù) 關(guān) 系 。 對(duì) 于 半 橋 變 換 器 ， 當(dāng) 脈 沖 波 形 近 似 為 方 波 時(shí) 為式 中 ： 效 率 ；        &

15、#160;  j 電 流 密 度 ， 一 般 取 300 500a/cm2；           kc 磁 芯 的 填 充 系 數(shù) ， 對(duì) 于 鐵 氧 體 kc=1；           ku 銅 的 填 充 系 數(shù) ， ku與 導(dǎo) 線 線 徑 及 繞 制 的 工 藝 及 繞 組 數(shù) 量 等 有 關(guān) ， 一 般 為 0.1 0.5左 右 。      由 廠 家 手

16、冊(cè) 知 ， ee55磁 芯 的 s=3.54 cm2,q= 3.1042 cm2,則 sq=10.9 cm4， ee55磁 芯 的 sq值 大 于 計(jì) 算 值 ， 選 定 該 磁 芯 。      3)計(jì) 算 原 副 邊 繞 組 匝 數(shù)     按 輸 入 電 壓 最 低 及 輸 出 滿 載 的 情 況 （ 此 時(shí) 占 空 比 最 大 ） 來(lái) 計(jì) 算 原 副 邊 繞 組 匝 數(shù) ， 已 知 umin=176v 經(jīng) 整 流 濾 波 后 直 流 輸 入 電 壓 udmin=1.2× 176=211.2v。 &

17、#160;   對(duì) 于 半 橋 電 路 、 功 率 變 壓 器 初 級(jí) 繞 組 上 施 加 的 電 壓 等 于 輸 入 電 壓 的 一 半 , 即 upmin=udmin/2=105.6v， 設(shè) 最 大 占 定 比 dmax=0.9， 則     次 級(jí) 匝 數(shù) 計(jì) 算 時(shí) 取 輸 出 電 壓 最 大 值 uomax=16v。 次 級(jí) 電 路 采 用 全 波 整 流 ， us為 次 級(jí) 繞 組 上 的 感 應(yīng) 電 壓 ， uo為 輸 出 電 壓 ， uf為 整 流 二 極 管 壓 降 ， 取 1v。 uz為 濾 波 電 感

18、等 線 路 壓 降 ， 取 0.3v， 則    4） 選 定 導(dǎo) 線 線 徑     在 選 用 繞 組 的 導(dǎo) 線 線 徑 時(shí) ， 要 考 慮 導(dǎo) 線 的 集 膚 效 應(yīng) ， 一 般 要 求 導(dǎo) 線 線 徑 小 于 兩 倍 穿 透 深 度 ， 而 穿 透 深 度 由 式 （ 2） 決 定式 中 ： 為 角 頻 率 ， =2 fs；           為 導(dǎo) 線 的 磁 導(dǎo) 率 ， 對(duì) 于 銅 線 相 對(duì) 磁 導(dǎo) 率 r=

19、1， 則 = 0× r=4 × 10 7h/m；           為 銅 的 電 導(dǎo) 率 ， =58× 10 6 m；     穿 透 深 度 的 單 位 為 m。     變 壓 器 工 作 頻 率 50khz， 在 此 頻 率 下 銅 導(dǎo) 線 的 穿 透 深 度 為 =0.2956mm， 因 此 繞 組 線 徑 必 須 是 直 徑 小 于 0.59mm的 銅 線 。 另 外 考 慮 到 銅

20、 線 電 流 密 度 一 般 取 3 6a/mm2， 故 這 里 選 用 0.56mm的 漆 包 線 8股 并 聯(lián) 繞 制 初 級(jí) 共 10匝 ， 次 級(jí) 選 用 厚 0.15mm扁 銅 帶 繞 制 2匝 。 4. 4 輔 助 電 源 的 設(shè) 計(jì)     輔 助 電 源 采 用 rcc變 換 器 （ ringing choke converter） ， 見(jiàn) 圖 3。 其 輸 入 電 壓 為 交 流 220v整 流 濾 波 電 壓 ， 輸 出 直 流 電 壓 為 12.5v， 輸 出 直 流 電 流 為 0.5a。 電 路 中 q8和 變 壓 器 初 級(jí)

21、繞 組 線 圈 n1與 反 饋 繞 組 線 圈 n3構(gòu) 成 自 激 振 蕩 。 r72為 啟 動(dòng) 電 阻 。 q9、 r77構(gòu) 成 輔 助 電 源 初 級(jí) 過(guò) 流 保 護(hù) 。 d20、 c81、 zd1、 q11、 r75、 r76構(gòu) 成 電 壓 檢 測(cè) 與 穩(wěn) 壓 電 路 ， 控 制 q8的 基 極 電 流 的 直 流 分 量 ， 從 而 保 持 輸 出 電 壓 恒 定 ， 變 壓 器 采 用 ee19、 lp3材 質(zhì) 構(gòu) 成 。 初 級(jí) 180匝 ， 反 饋 繞 組 5.5匝 ， 次 級(jí) 11匝 ， 初 級(jí) 電 感 量 是 2.6mh， 磁 芯 中 間 留 有 間 隙 0.4mm。 4.

22、5 驅(qū) 動(dòng) 電 路      驅(qū) 動(dòng) 電 路 如 圖 4所 示 。 tl494輸 出 50khz的 脈 沖 信 號(hào) ， 通 過(guò) 高 頻 脈 沖 變 壓 器 耦 合 去 驅(qū) 動(dòng) 功 率 mos管 。 次 級(jí) 脈 沖 電 壓 為 正 時(shí) ， mos管 導(dǎo) 通 ， 在 此 期 間 q7截 止 ， 由 其 構(gòu) 成 的 泄 放 電 路 不 工 作 。 當(dāng) 次 級(jí) 脈 沖 電 壓 為 零 時(shí) ， 則 q7導(dǎo) 通 ， 快 速 泄 放 mos管 柵 級(jí) 電 荷 ， 加 速 mos管 截 止 。 r70是 用 于 抑 制 驅(qū) 動(dòng) 脈 沖 的 尖 峰 ， r68、 d15、

23、 r67可 以 加 速 驅(qū) 動(dòng) 并 防 止 驅(qū) 動(dòng) 脈 沖 產(chǎn) 生 振 蕩 。 d17和 與 它 相 連 的 脈 沖 變 壓 器 繞 組 共 同 構(gòu) 成 去 磁 電 路 。4. 6 風(fēng) 扇 風(fēng) 速 控 制 電 路     風(fēng) 扇 風(fēng) 速 控 制 電 路 見(jiàn) 圖 5。 利 用 二 極 管 正 向 管 壓 降 隨 溫 度 升 高 而 呈 下 降 趨 勢(shì) 的 特 性 ， 將 d9、 d10做 為 散 熱 器 溫 度 采 樣 器 件 。 方 法 是 將 d9、 d10兩 二 極 管 緊 靠 在 散 熱 器 上 ， 當(dāng) 散 熱 器 隨 輸 出 功 率 加 大 而

24、溫 度 升 高 時(shí) ， 運(yùn) 放 n2a正 相 輸 入 端 電 平 降 低 ， 輸 出 低 電 平 使 三 極 管 q3開(kāi) 始 導(dǎo) 通 ， 風(fēng) 機(jī) 上 電 壓 升 高 ， 轉(zhuǎn) 速 升 高 ， 最 終 到 達(dá) 最 高 轉(zhuǎn) 速 。 當(dāng) 負(fù) 載 較 輕 ， 使 散 熱 器 溫 度 低 于 50 時(shí) ， n2a輸 出 高 電 平 ， q3不 導(dǎo) 通 ， 輔 助 電 源 12.5v經(jīng) 電 阻 r57降 壓 給 風(fēng) 機(jī) 供 電 ， 風(fēng) 機(jī) 處 于 低 速 、 低 噪 聲 運(yùn) 行 狀 態(tài) 。 此 電 路 可 以 提 高 風(fēng) 機(jī) 工 作 壽 命 ， 增 加 電 路 可 靠 性 ， 亦 可 在 小 負(fù) 載 情 況

25、 下 ， 減 少 風(fēng) 機(jī) 帶 來(lái) 的 噪 聲 。 4. 7 pwm控 制 電 路      控 制 電 路 采 用 通 用 脈 寬 調(diào) 制 器 tl494， 具 有 通 用 性 和 成 本 低 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 見(jiàn) 圖 6。 輸 出 電 壓 經(jīng) r40、 rv2、 rv1、 r41進(jìn) 行 分 壓 采 樣 ， 經(jīng) r5阻 抗 匹 配 后 送 到 tl494腳 1。 rv1裝 在 電 源 前 面 板 上 用 于 實(shí) 現(xiàn) 輸 出 電 壓 的 調(diào) 節(jié) 。 r103和 c14將 輸 出 電 感 l1前 信 號(hào) 采 樣 ， 經(jīng) r5送 到 tl494腳 1， 用 于

26、提 高 電 源 穩(wěn) 定 度 ， 消 除 l1對(duì) 環(huán) 路 穩(wěn) 定 性 影 響 。 4. 8 過(guò) 流 保 護(hù) 電 路     為 增 強(qiáng) 電 源 可 靠 性 ， 此 電 源 采 用 初 、 次 級(jí) 兩 級(jí) 過(guò) 流 保 護(hù) 。 初 級(jí) 采 用 電 流 互 感 器 ct1檢 測(cè) 初 級(jí) 變 壓 器 電 流 ， 檢 測(cè) 出 的 電 流 信 號(hào) 經(jīng) r60轉(zhuǎn) 為 電 壓 信 號(hào) 后 ， 再 經(jīng) d2 d4， c9整 流 濾 波 后 ， 經(jīng) 過(guò) 電 位 器 rv3分 壓 ， 反 相 器 n3反 相 后 加 在 q1管 基 極 。 當(dāng) 初 級(jí) 電 流 超 過(guò) 正 常 時(shí)

27、 ， 反 相 器 反 轉(zhuǎn) ， q1管 導(dǎo) 通 ， 將 vref=5v的 高 電 平 加 在 tl494腳 4上 （ 腳 4為 tl494死 區(qū) 控 制 腳 、 高 電 平 關(guān) 斷 ） ， tl494關(guān) 斷 。     輸 出 直 流 總 線 上 過(guò) 流 保 護(hù) ， 采 用 r45 r56電 阻 做 為 采 樣 電 阻 ， 當(dāng) 輸 出 電 流 增 加 時(shí) 腳 15電 平 變 低 ， 當(dāng) 輸 出 電 流 大 于 40a的 105 時(shí) ， tl494的 內(nèi) 部 運(yùn) 放 動(dòng) 作 ， 腳 3電 平 升 高 ， 限 制 輸 出 脈 寬 增 加 ， 電 源 處 于 限 流 狀 態(tài) 。 5 結(jié) 語(yǔ)     本 文 介 紹 的 開(kāi) 關(guān) 電 源 已 成 功 地 作 為 實(shí) 驗(yàn) 室 電 源 、 通 信 基 站 電 源 使 用 。 其 效 率 85 ， 紋 波 優(yōu) 于 30mvp p， 產(chǎn) 品 可 靠 性 高 、 成 本 低 ， 具 有 一 定 的 市 場(chǎng) 競(jìng) 爭(zhēng) 力 。 洞阮販笆影梁廊逃某沸苔刮溶要融溪營(yíng)膨嚷靶感頹片幽霞前售知