小型開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)與制作畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、小型開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)17ABSTRACTThispapermostlydescribesthewholedesignanddebuggingoftheminitypeswitchedvoltageregulatorpower,whichiscomposedofsixparts.Thesecondpartwroteabouttheelementandthethirdpartwroteaboutthedesignstepofminitipeswitchedpower.Themodelincludesimportloop,outputloop,feedbackloop,controlloopandthe

2、designoftransformer.Thelatterincludeshardwaredebuggingandexperimentresultsanalyzing.Afterexperimentation,Ithinkouttherelationsamongoutputvoltage,importvoltage,dutyratioandswitchedfrequencyandalsotherelationsofimportcurrent,transformercoilratioandtheoutputcurrent.Inaddition,Iputforwardrelevantmethods

3、bymyselfformanyproblemswhicharemetwithduringthecourseoftheexperimentation.Keywords:switchedpower?regulatedpowe?transformer摘要本設(shè)計(jì)主要描述小型開(kāi)關(guān)電源的整個(gè)設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程，本文包括六個(gè)主要部分，第一部分介紹開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展?fàn)顩r？第二部分主要介紹其工作原理，第三部分介紹設(shè)計(jì)步驟？主電路包括輸入？輸出和反饋控制部分？最后一部分主要是硬件部分的調(diào)試？調(diào)試部分包括電路的焊接和調(diào)試，在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題的解決？關(guān)鍵詞:開(kāi)關(guān)電源？變壓器？開(kāi)關(guān)管第一章緒論21-1概述21-2開(kāi)關(guān)電源的

4、新技術(shù)41-3開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成91-4開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定度91-5開(kāi)關(guān)電源的分類11第二章小型開(kāi)關(guān)電源原理142-1RCC變換器的電路結(jié)構(gòu)142-2簡(jiǎn)單的RCC方式開(kāi)關(guān)電源18第三章開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)24第四章性能改善404-1保護(hù)電路404-2效率的提高414-3浪涌及其吸收電路434-4噪聲及其抑制544-5功率FET在開(kāi)關(guān)電源中的幾個(gè)問(wèn)題57第五章小型開(kāi)關(guān)電源主控元件595-1二極管595-2開(kāi)關(guān)電源中使用的磁性元件615-3開(kāi)關(guān)電源中選用的電容器64第六章硬件調(diào)試68第七章結(jié)論70致謝71參考文獻(xiàn)72附錄74第一章概論1-1概述目前空間技術(shù)？計(jì)算機(jī)？通信？雷達(dá)？電視及家用電器中的電源逐漸被

5、開(kāi)關(guān)電源取代？現(xiàn)在一般應(yīng)用的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源，是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源？這種傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓器，調(diào)整管總是工作于放大區(qū)，流過(guò)的電流是連續(xù)的？這種穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)是承受過(guò)載和短路的能力差？效率低，一般只有35s60%?由于調(diào)整管上損耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器？開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),功率損耗小,效率可高達(dá)70s95%,穩(wěn)壓器體積小？重量輕，調(diào)整管功率損耗較小，散熱器也隨之減??？此外，開(kāi)關(guān)頻率工作在幾十KHZ,濾波電感？電容可用較小數(shù)值的元件，允許的環(huán)境溫度也可以大大提高？但是，由于調(diào)整元件的控制電路比較復(fù)雜，輸出的紋波電壓較高，瞬間響應(yīng)較差？所以開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用

6、也受到一定限制？電子裝置地小型輕量化關(guān)鍵是供電電源的小型輕量化，因此，需要盡可能地降低電源電路中的損耗？開(kāi)關(guān)電源基本上是半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)工作，從原理上講是低損耗的，但是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)工作也必然存在著開(kāi)關(guān)損耗，而且損耗隨著開(kāi)關(guān)頻率成比例地增加？另一方面，開(kāi)關(guān)電源中必須采用變壓器？電抗器等磁性元件以及平滑濾波用地電容元件，開(kāi)關(guān)頻率高，可使這些元件小型化，然而，開(kāi)關(guān)頻率提高時(shí)，這些元件地?fù)p耗也隨之增加？目前市售的開(kāi)關(guān)電源中采用雙極型晶體管時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)100KHz采用MOSFE時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率達(dá)500KHz為提高開(kāi)關(guān)頻率必須減小開(kāi)關(guān)損耗,隨之需要采用高速開(kāi)關(guān)元件？然而，電源高速開(kāi)關(guān)時(shí)，電路存在的分布電感于

7、電容，會(huì)由于二極管蓄積電荷的影響產(chǎn)生浪涌電壓于噪聲，不但影響周圍電子設(shè)備的工作，而且也使電源本身的可靠性顯著地降低？為防止開(kāi)關(guān)工作產(chǎn)生地噪聲，需要用RC或LC吸收電路，對(duì)于二極管蓄積電荷產(chǎn)生地浪涌電壓要采用非晶體磁性？矩形磁芯地磁吸收電路？然而，對(duì)于MHZZ上地開(kāi)關(guān)工作頻率可利用諧振電路,加在開(kāi)關(guān)兩端地電壓或通過(guò)開(kāi)關(guān)地電流為正弦波，這樣，減少開(kāi)關(guān)損耗地同時(shí)可抑制浪涌電壓？這種工作方式稱為諧振開(kāi)關(guān)方式，目前正在研制中？諧振開(kāi)關(guān)方式可以極大地提高開(kāi)關(guān)速度，原理上開(kāi)關(guān)損耗為零，噪聲也很小，這是提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率地一種最有效方式？采用諧振開(kāi)關(guān)方式地幾MH厘換器已實(shí)用化，美國(guó)已研制成功20MHZZ上工

8、作頻率地變換器？利用諧振現(xiàn)象使開(kāi)關(guān)損耗接近于零，消除電壓或電流浪涌,零電壓或零電流開(kāi)關(guān)諧振變換器也研制成功？有效利用磁性元件對(duì)于提高開(kāi)關(guān)電源技術(shù)是極其重要的？作為高可靠性控制元件是采用磁放大器，而非晶磁芯在次起著關(guān)鍵作用？然而，開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到MHZ以上，期待著開(kāi)發(fā)幾m厚膜非晶磁材料？開(kāi)關(guān)電源的高頻化也需要采用非晶磁芯的吸收電路？另外，采用高頻鐵氧體磁芯與準(zhǔn)品質(zhì)超急冷磁芯作為主變壓器的磁芯也需要研制？開(kāi)關(guān)電源的集成化與小型化正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，目前正在研制開(kāi)發(fā)主開(kāi)關(guān)與控制電路集成于同一芯片的集成模塊？然而，把功率開(kāi)關(guān)與控制電路包括反饋電路都集成于同一芯片上，必須解決電氣隔離與熱絕緣的問(wèn)題，這是今后一大課

9、題？目前，世界各國(guó)正在大力研制新型開(kāi)關(guān)電源，因這是節(jié)約能源的重大舉措？為了趕上和超過(guò)世界先進(jìn)技術(shù)水平，國(guó)內(nèi)很多單位正在研制和應(yīng)用，不斷地向高頻化？線路簡(jiǎn)單化和控制電路集成化方向發(fā)展？開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)越性還表現(xiàn)在：功耗小由于開(kāi)關(guān)管功率損耗小，因而不需要采用大散熱器？功耗小使得電子設(shè)備內(nèi)溫升也低，周圍元件不會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫環(huán)境下而損壞，這有利于提高整個(gè)電子設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性？穩(wěn)壓范圍寬當(dāng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸入的交流電壓在150250V范圍內(nèi)變化時(shí)，都能達(dá)到很好的穩(wěn)壓效果，輸出電壓的變化在2%以下？而且在輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，始終能保持穩(wěn)壓電路的高效率，因此，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源能適用于電網(wǎng)電壓波動(dòng)比較大的地

10、區(qū)？體積?。恐亓枯p開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源可將電網(wǎng)輸入的交流電壓直接整流，再通過(guò)高頻變壓器獲得各種不同交流電壓，這樣就可免去笨重的工頻變壓器，從而節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片，使電源體積縮??？重量減輕？安全可靠開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路一般都具有自動(dòng)保護(hù)電路？當(dāng)穩(wěn)壓電路？高壓電路？負(fù)載等出現(xiàn)故障或短路使，能自動(dòng)切斷電源，具保護(hù)功能靈敏？可靠？開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主要問(wèn)題是電路比較復(fù)雜，輸紋波電壓較高，瞬態(tài)響應(yīng)差等？因此，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的應(yīng)用受到一定的限制？目前,世界各國(guó)正在大力研制開(kāi)發(fā)新型開(kāi)關(guān)電源，包括新的理論？新型電路方案于新型功率器件等，以適應(yīng)各種電子設(shè)備的小型化？高效率等的需要？1-2開(kāi)關(guān)電源的新技術(shù)L微型化技術(shù)(1)開(kāi)關(guān)

11、頻率與損耗決定開(kāi)關(guān)電源體積的主要因素是電抗器？變壓器等磁性器件和平滑電容器?若提高開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率，這些器件就會(huì)小型化？然而，開(kāi)關(guān)頻率提高時(shí)，不但有磁損耗，而且電路的損耗也會(huì)增大？一般來(lái)說(shuō)，損耗隨著開(kāi)關(guān)頻率成正比例地增加？(2)軟開(kāi)關(guān)的應(yīng)用與同步整流諧振或者軟開(kāi)關(guān)等方式可有效降低伴隨著高頻化帶來(lái)地?fù)p耗？這時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗只不過(guò)時(shí)全部損耗中地一部分，若在高頻領(lǐng)域，磁性器件地?fù)p耗所占比例較大？開(kāi)發(fā)低電壓地集成電路是一種趨勢(shì)，因此，低壓大電流地電源顯得非常重要？對(duì)于這樣地電源，二極管正向壓降引起的損耗幾乎占總損耗的一半為此，希望采用FET構(gòu)成同步整流方式？然而，采用FET時(shí)，由于管內(nèi)二極管的恢復(fù)特性與

12、變壓器漏感等的影響，提高頻率是有限的，對(duì)于目前的技術(shù)，開(kāi)關(guān)頻率為300KHz左右？除了損耗與開(kāi)關(guān)頻率以外決定開(kāi)關(guān)電源體積的還有構(gòu)成電源的元器件？為了減少電源的元器件數(shù)目，需要開(kāi)發(fā)電源模塊，有效利用漏磁通的寄生參量？另外，從節(jié)省能量來(lái)看，也需要在低電壓領(lǐng)域降低損耗，這樣一來(lái)，控制電路的低電壓化便成為重要課題？諧振？軟開(kāi)關(guān)等方式的開(kāi)關(guān)電源已實(shí)用化了，其中，可變頻率的電流諧振開(kāi)關(guān)電源已率先實(shí)用化？在美國(guó),300KHZ到幾MHZ頻率范圍的開(kāi)關(guān)電源已普遍達(dá)到2W/cc,在日本，特別是低噪聲？高效率的電視機(jī)電源已批量生產(chǎn)？與此相適用的是已經(jīng)開(kāi)發(fā)的眾多的磁性元器件？另外，作為電壓諧振的基本方式的部分諧振開(kāi)關(guān)

13、電源，在日本市場(chǎng)特別引人注目？其中，也有采用同步整流？開(kāi)關(guān)頻率為300KHZ?變換效率為90%?輸出電壓為5V?輸出功率為100W的開(kāi)關(guān)電源？(3)超薄型電源的研制成功最近，通信與便攜式電子設(shè)備都要薄型化，其電源當(dāng)然需要采用薄型變壓器，正在研究采用薄膜技術(shù)，但現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)用化的薄型變壓器是在鐵氧體磁芯上繞制銅片式狀繞組的變壓器？然而，將來(lái)的技術(shù)期望是用噴鍍等方法，在鐵氧體基片噴鍍金屬而制作薄型變壓器？這時(shí)，降低損耗的方法就是使通過(guò)基片磁芯的磁通和通過(guò)繞組的電流均勻？另外，磁性薄膜的采用提高了占空因數(shù)，如何解決薄膜化帶來(lái)的矯頑力增加是實(shí)用化的關(guān)鍵，為此，期望利用矯頑力增加較小的非晶型鐵氧體薄片？2

14、.諧波電流印制技術(shù)(1)扼流圈輸入方式這種方式是在電源的輸入級(jí)增設(shè)扼流圈珊噪濾波器或電抗器等，所用元器件數(shù)量最少？電路簡(jiǎn)單？成本低，但體積大而且笨重，僅適用于一些對(duì)體積和重量沒(méi)有嚴(yán)格要求的產(chǎn)品？不過(guò),可用于抑制諧波電流和電磁干擾兩者的混合小型扼流圈和小型電抗器以及專用諧波電流抑制的小型靜噪濾波器，目前正在開(kāi)發(fā)之中？(2)部分平滑方式這種方式是利用無(wú)源元件的組合來(lái)擴(kuò)展電流導(dǎo)通角，它本是為防止換流器照明閃爍而開(kāi)發(fā)的，當(dāng)用于處理功率的開(kāi)關(guān)電源時(shí)，需要增設(shè)所用元器件數(shù)量以提高性能？(3)單變換器方式這是最近各個(gè)生產(chǎn)廠家都積極進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)的方式，其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，輸入級(jí)無(wú)需接入電抗器，交流輸入可以直接接至

15、負(fù)載使用，PWM變換器不需要修改，只有增設(shè)若干元器件，就可以實(shí)現(xiàn)以往的雙變換器方式所具有的功能；穩(wěn)定直流輸出電壓，實(shí)現(xiàn)初次級(jí)的隔離，減少諧波電流，改善功率因數(shù)？(4)雙變換器方式這是一種傳統(tǒng)的電路方式？采用兩個(gè)變換器分別用于穩(wěn)定直流輸出電壓和改善功率因數(shù)，其變換器的設(shè)計(jì)自由度大，從減少諧波電流和改善功率因數(shù)的角度來(lái)說(shuō)，是一種較理想的電路方式，而且這種電路技術(shù)已經(jīng)成熟？3元器件性能的改善(1)功率MOSFET隨著電子設(shè)備的小型化，大規(guī)模機(jī)場(chǎng)電路的性能不斷提高，相應(yīng)地直流/直流變換器地輸出電壓也將降到1V以下？這時(shí)，用于直流/直流變換器輸出端二極管需要采用低導(dǎo)通電阻的功率MOSFET,有可能降低損

16、耗？(2)平滑電容對(duì)于鋁電解電容，采用聚叱咯或有機(jī)半導(dǎo)體的固體電解質(zhì)技術(shù)，已經(jīng)有所進(jìn)步？而對(duì)于這類電容器而言，縮小體積？提高紋波電流和延長(zhǎng)壽命，則是永包的課題？在目前的市場(chǎng)上，用戶十分需求可耐1050c高溫而壽命長(zhǎng)達(dá)700010000小時(shí)的品種和高度較低的品種？對(duì)于旦電容器，繼續(xù)在增加其單位體積的容量并降低阻抗，陰極材料采用聚叱咯的高分子型產(chǎn)品也已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功且被市場(chǎng)所接受？對(duì)于薄膜電容器，用戶需要的是阻抗低？承受紋波電流大而且體積小的品種，并且要求符合安全標(biāo)準(zhǔn)？目前這種技術(shù)已取得相當(dāng)進(jìn)展？4.引人注目的新技術(shù)(1)軟開(kāi)關(guān)方式軟開(kāi)關(guān)方式包括零電流開(kāi)關(guān)方式？零電壓開(kāi)關(guān)方式及兩者兼用的方式？這種方式

17、的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品體積??？效率高？噪聲小？成本低？作為實(shí)現(xiàn)這種軟開(kāi)關(guān)方式的手段，有諧振開(kāi)關(guān)電源技術(shù)和部分諧振型開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，而后者很可能會(huì)成為今后開(kāi)關(guān)電源采用的主流技術(shù)？(2)組件化技術(shù)所謂組件化技術(shù)，就是預(yù)先將電源中所需使用的直流/直流變換器？用于諧波電流抑制的功率因數(shù)改善電路？整流平滑電路以及靜噪濾波電路等部分分別制成微型或薄型組件，再根據(jù)用戶需要制作半制定電源，或者根據(jù)用戶需求,和交流/直流前端電路配合，構(gòu)成適應(yīng)大功率輸出或多路輸出等用途的系統(tǒng)電源？利用預(yù)先制作的組件，可以縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少產(chǎn)品中所用元器件數(shù)量，降低維護(hù)費(fèi)用？而隨著表面貼裝元件（SMD）和表面貼裝技術(shù)（SMT）的進(jìn)一步發(fā)

18、展，組件的裝連密度會(huì)更加提高，體積會(huì)進(jìn)一步縮小，電源也會(huì)隨之更加小型化？（3）控制技術(shù)在有些開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品中，以模擬方式控制輸出電壓，并以數(shù)字方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)，同時(shí)穩(wěn)定輸出電壓，而在于繼續(xù)擴(kuò)展應(yīng)用范圍，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約電力？放寬輸入電壓范圍（適應(yīng)各國(guó)不同的市+電交流電壓）?進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)應(yīng)控制等？利用數(shù)字控制技術(shù)，可以根據(jù)發(fā)送/接受模式時(shí)負(fù)載變化量的大小，對(duì)開(kāi)壓斬波器的通/斷控制進(jìn)行連續(xù)模式和不連續(xù)模式的轉(zhuǎn)換，從而提高開(kāi)關(guān)電源的效率并延長(zhǎng)電池的壽命？在其控制電路的記憶電路中，可將開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間等作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)？（4）交流適配器便攜式電子設(shè)備的興起，使得交流適配器的市場(chǎng)越來(lái)越大？以往的交流適配器采用降壓電路，

19、體積大而且笨重，目前已有采用開(kāi)關(guān)方式的小型交流適配器上市？3W或5W的小功率開(kāi)關(guān)方式交流適配器，外形小巧扁薄，重量輕,使用時(shí)像插頭一樣,面向個(gè)人機(jī)的3545W量級(jí)的開(kāi)關(guān)方式交流適配器，采用的是諧振換流器電路也已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)？有些廠家供應(yīng)的開(kāi)關(guān)方式交流適配器系列產(chǎn)品，其最大功率已高達(dá)60W左右？1-3開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成圖1-1開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成開(kāi)關(guān)電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)周期性通斷開(kāi)關(guān)，控制開(kāi)關(guān)元件的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓？開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成如圖1-1所示，其中DC/DC變換器進(jìn)行功率變換，它是開(kāi)關(guān)電源的核心部分，此外還有啟動(dòng)電路？過(guò)流與過(guò)壓保護(hù)電路？噪聲濾波器等組成部分？反饋回

20、路檢測(cè)其輸出電壓，并與基準(zhǔn)電壓比較，其誤差電壓通過(guò)放大器放大及控制脈寬調(diào)制電路，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)地通斷時(shí)間比從而調(diào)整輸出電壓的大小？DC/DC變換器有多種電路方式，常用的有工作波形為方波的脈寬調(diào)制(PWM)變換器以及工作波形為正弦波的諧振型變換器？1-4開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定度開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定度比用聯(lián)線性穩(wěn)壓電源低，對(duì)于輸入電壓的變化，用聯(lián)線性穩(wěn)壓電源的輸出電壓幾乎不變，而開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電壓的變化比串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源達(dá)103倍左右？圖1-2開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源穩(wěn)定度的說(shuō)明在圖1-2所示的開(kāi)關(guān)才I壓電源中，由于由于反饋放大器的作用，輸出電壓與輸入電壓變化之比為：V 。1VI 1A式中,A為放大

21、器增益洪中包含電阻分壓器（R與R2）引起的衰減量？若A設(shè)為1000,V0V110 3，這就意味著輸入電壓變化10V,輸出電壓就要變化10mV?若在相同情況下，對(duì)于用聯(lián)線性穩(wěn)壓器，輸出電壓只變化10V?開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出阻抗為R0式中，6為整流器的等效用聯(lián)電阻，人為電抗器L的直流電阻？輸出阻抗雖因整流器中二極管的額定電流不同而異，但二極管等效用聯(lián)電阻6為幾十m電抗器L的串聯(lián)電阻r,也可能與此相等，若不20m,l30m,A=1000，輸出阻抗R0為50,在相同反饋放大器增益時(shí)，輸出阻抗也比串聯(lián)穩(wěn)壓電源低？對(duì)于用聯(lián)線性穩(wěn)壓電源，輸出對(duì)輸入的瞬間響應(yīng)特性由調(diào)整管的卜巾為晶體管基極接地工作方式的輸入反饋

22、系數(shù)，實(shí)用時(shí)此值可忽略不計(jì)？然而，對(duì)于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入的瞬間變化全部表現(xiàn)在輸出端？要減小這種變化，卻極大地影響著反饋放大器地增益與頻率特性，一般為ms數(shù)量級(jí)？提高開(kāi)關(guān)頻率地同時(shí)，反饋放大器地頻率特性得到改善，此問(wèn)題也由可能得到解決？負(fù)載變化地串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源地瞬態(tài)響應(yīng)，由反饋放大器地頻率地頻率特性以及輸出電容地容量與特性決定，而對(duì)于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，瞬態(tài)響應(yīng)主要是輸出LC濾波器特性決定，因此，可以提高開(kāi)關(guān)工作頻率，降低輸出濾波器LC乘積地方法來(lái)改善其瞬態(tài)響應(yīng)特性？1-5開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的分類開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源地電路結(jié)構(gòu)有多種，分類方法也很多，作如下說(shuō)明：1 .按驅(qū)動(dòng)方式分有自激式與它激式？2 .按DC/D

23、C變換器地工作方式分1）隔離型有通/通方式？通/斷方式？中心抽頭方式？平橋方式和全橋方式?諧振方式？2）非隔離型有降壓型？升壓型？極性反轉(zhuǎn)型？開(kāi)關(guān)電容型以及諧振型？3. 按控制方式分1）脈寬控制方式有它激式與自激式？2）磁放大器地混合控制方式有電壓控制？電流控制及并聯(lián)控制？3）脈寬控制與磁放大器地混合控制方式？4. 按控制信號(hào)的隔離方式分1）采用光電耦合的隔離方式？2）采用變壓器的隔離方式？3）電壓/頻率變換？頻率/電壓變換？用變壓器隔離控制信號(hào)的方式？4）采用磁放大器的隔離方式？5. 按過(guò)流保護(hù)方式分有輸出電流檢測(cè)方式與開(kāi)關(guān)電流檢測(cè)方式？以上這些方式的組合可構(gòu)成多種方式的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，因此，

24、設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必弄清各種方式的特性，進(jìn)行有效的組合，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源？第二章小型開(kāi)關(guān)電源原理一？RC曜換器的電路結(jié)構(gòu)RCCE換器是RingingChokeConverter的簡(jiǎn)稱，廣泛應(yīng)用50W以下的開(kāi)關(guān)電源中，它不需要自勵(lì)式振蕩電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由輸入電壓與輸出電流改變頻率？RCC勺基本電路如圖2-1所示，電壓和電流波形如圖2-2所示？在VT1導(dǎo)通ton期間變壓器Ti蓄積能量，在下一此截止期間toff變壓器Ti蓄積的能量釋放供給輸出負(fù)載？圖2-1RCC基本電路toff結(jié)束時(shí)，變壓器電壓Vti波形自由振蕩返回到0V,見(jiàn)圖2-2(c)?這電壓通過(guò)基極繞組加到開(kāi)關(guān)晶體管VT1的基極，因此，晶體管

25、VT1觸發(fā)導(dǎo)通，VT1一導(dǎo)通就進(jìn)入開(kāi)始下一個(gè)工作周期？輸入電壓M是輸入交流電壓經(jīng)整流的直流電壓？ton時(shí)的等效電路如圖2-3(a)所示？晶體管VT1導(dǎo)通，因此變壓器T1的初級(jí)線圈L兩端加上輸入電壓M?圖2-3 RCC的等效電路圖2-2電源和電流波形另一方面，在變壓器次級(jí)側(cè)C2放電，供給輸出電流I。？這期間，輸出二極管VDi中無(wú)電流,因此,變壓器初級(jí)側(cè)不產(chǎn)生相互作用？Li中蓄積的能量為2L1I1/2?toff時(shí)等效電路如圖2-3(b)所示，因初級(jí)側(cè)無(wú)電流,所以，圖中未畫出？ton時(shí)Li中蓄積的能量通過(guò)變壓器Ti的次級(jí)側(cè)線圈L2釋放給次級(jí)側(cè)？從匕轉(zhuǎn)換到toff瞬間，初級(jí)側(cè)線圈的安匝相等原理仍成立，

26、因此，若變壓器初級(jí)側(cè)能量全部傳遞給次級(jí)側(cè)，則：NiIipN212p(2-1)匝比N為：N2N浮(2-2)Ni電感L2與L1之比是與繞組匝數(shù)平方成正比例,即:22N2L2N2* 2Ni Li(2-3)i19傳遞給次級(jí)側(cè)能量就變?yōu)檩敵龉β?？圖2-4示出次級(jí)側(cè)電壓與電流之間關(guān)系？圖2-4次級(jí)側(cè)電壓與電流之間關(guān)系設(shè)變壓器輸出功率為P2,則：P2V。I。1 2P2-L212Pf(24)2 pV2V。VfVi(2-5)“為變壓器的效率部分能量變?yōu)樽儔浩鞯臒岷?但是，若變壓器的初級(jí)側(cè)能量不全部傳遞給次式中，級(jí)側(cè)，其一根據(jù)式，有：1 ipN2 P2TVitonV2Tton(2-6)(2-7)(2-8)這些等式

27、可改寫為(29)2P2N111ppV2VitonlipJ(2-10)ViLiIip2T-(2-ii)2P2占空比D殳，它是RCC設(shè)計(jì)時(shí)決定電路特性的重要參數(shù)？開(kāi)關(guān)晶體管TVTi的集電極電流Ic等于Ii,因止匕，根據(jù)式，Ic(2-i2)D由圖2-6所示波形可知，toff時(shí)，VTi的集電極與發(fā)射極間所加電壓Vce為一rr(2一i3)圖2-5晶體管電流和電壓與D之間關(guān)系圖2-6開(kāi)關(guān)晶體管的發(fā)射極 與集電極間電壓Vce圖2-5示改變D時(shí)，Ic與Vce相對(duì)值的變化？D較大時(shí)，Ic較小，但Vce較高，因此，務(wù)必選用高耐壓晶體管？D較小時(shí)，Vce也較低，但I(xiàn)c增大？另外,這與變壓器設(shè)計(jì)以及輸出二極管和輸出電

28、容的選用也有關(guān)系？輸入最低時(shí)D選為0.3S0.5進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)是適宜的？二？簡(jiǎn)單的RCCT式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源15V/3A的RCC方式開(kāi)關(guān)才I壓電源,它由主開(kāi)關(guān)電路？浪涌電壓吸收電路？電壓檢測(cè)電路？次級(jí)側(cè)整流平滑電路組成？工作原理簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：主開(kāi)關(guān)電路是保證輸出電壓穩(wěn)定而通斷的直流電路，他是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的重要組成部分？對(duì)于RCCT式，開(kāi)關(guān)晶體管的集電極電流峰值是決定電源的輸出p功率之值,它由開(kāi)關(guān)晶體管基極電流iB與晶體管的蓄積時(shí)間ttsg決定？基極驅(qū)動(dòng)電路與電流波形如圖2-6所示？1J圖2-6開(kāi)關(guān)晶體管的基極電流與集電極電流(a)基極驅(qū)動(dòng)電路(b)工作波形反饋線圖Np產(chǎn)生的正向電壓，使晶體管VTi的基

29、極電流按RiCi時(shí)間常數(shù)衰減？若Ci兩端電壓達(dá)到二極管VD3的正向壓降Vf時(shí)，電流經(jīng)Ri和VD3流通？VTi的基極電流是這些電流的合成電流？VTi的集電極電流Ic增加到基極電流iB的hFE倍iB?hFE之后，在VTi蓄積電荷ttsg期間，Ic還繼續(xù)增加，若增加接近峰值icp時(shí)，VTi的基極有反偏置電流，因此，VTi截止？路大小與電阻Ri有關(guān)，Ri越小，路就越大？若這樣確定Ri時(shí)，即輸入電壓升高時(shí)或輸出電流下降時(shí)，有必要使基極電流不需要的分量流經(jīng)其它電路？這種電路如圖2-7所示，不需要的基極電流分量流經(jīng)VT2,對(duì)于輸入電壓與輸出電流變動(dòng)時(shí)，保持輸出電壓恒定？此電路中VT2采用PNF®晶

30、體管，也有采用NPN®晶體管，但采用PNF®晶體管電路的過(guò)流保護(hù)電路簡(jiǎn)單？電路中VD4與C2是供給控制VT2基極電流的光電耦合器的電源?圖2-7開(kāi)關(guān)晶體管的基極的集電極電流增大，導(dǎo)致VT2的集電流與集電極電流當(dāng)輸出電壓稍升高時(shí)，光電耦合器中LED光量增加，光電晶體管電極電流增大，形成使VTi的基極iB電流減小的負(fù)反饋閉環(huán)路？VTi的基極電流iB一旦減小，集電極峰值電流路也減小，但同時(shí)匕變短？另外，ton隨著輸入電壓的升高與輸出功率的減小而變短，因此，輸入電壓最高，輸出功率最小時(shí)ton應(yīng)最短？若輸入電壓升高，輸出電流又下降，它作為ton最小值的輸入電壓與輸出電流的界限時(shí)，就不

31、能維持正常的振蕩，產(chǎn)生如圖2-8所示的間歇振蕩？這樣，變壓器就會(huì)發(fā)出振動(dòng)聲響？因此，必須有最小負(fù)載電流，若負(fù)載不能保證不開(kāi)路時(shí)，可在輸出端接入假負(fù)載電阻R?如圖2-9所示，最小負(fù)載電流消耗在此電阻R中？泉喜癢上羯間圖2-8間歇振蕩實(shí)例碰中 °圖2-9防止間歇振蕩的電路主開(kāi)關(guān)電路中還有保護(hù)開(kāi)關(guān)晶體管VTi的保護(hù)電路？電源接通瞬間或輸出短路時(shí)，光電耦合器停止工作，VT2為截止?fàn)顟B(tài)？為此，基極電流全部流經(jīng)VTi的基極？當(dāng)輸入電壓較高時(shí)，基極電流與輸入電壓成比例增大，晶體管集電極電流峰值也成比例增大？因整流平滑后的直流電壓變動(dòng)范圍為105-195V,195V時(shí)的集電極電流峰值時(shí)105時(shí)的2倍

32、？這樣，變壓器變成飽和狀態(tài)，或破壞VTi的安全工作區(qū)，于是就需要加過(guò)流保護(hù)電路，防止集電極電流增大？圖2-10是幾種過(guò)流保護(hù)實(shí)例？最常用的是圖（a）所示電路，采用專用的過(guò)流保護(hù)晶體管？圖8）電路是用兩個(gè)二極管替代晶體管電路？圖是基極VT2電流控制品體管兼有保護(hù)電路功能？圖2-10 過(guò)電流保護(hù)電路實(shí)例此例中的過(guò)流保護(hù)電路如圖2-11所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管VTi的 集電極電流增加時(shí)，若過(guò)流檢測(cè) 電阻R兩端電壓與VT1的Vbe之和接近VT2的Vbe與VD2的正向壓降Vf之和，則基極電流通過(guò)VT2分 流，從而減少VT1基極電流，因此, 限制了 VT1的集電極電流，到達(dá)保 護(hù)目的？圖2-11過(guò)電流保護(hù)電路及

33、其工作波形圖2-12吸收電路及其工作波形吸收電路的等效電路與工作波形如圖3-13所示,二極管VDi導(dǎo)通期間,晶體管VT1的集電極與發(fā)射極的電壓是輸入電壓Vin和吸收電路中電容Cs充電電壓Vs之和？流經(jīng)二極管VDi的電流is其峰值較大,如圖中所示，但平均電流小，選用0.2A電流二極管即可，其耐壓等于或大于Vcbo?另外，由波形可知，電路中d/較大，因此選用噪聲性良好的二dt極管，圖3-6中的VDi選FR,與其并聯(lián)的電輸出整流波形及其工作波形容改善了二極管噪聲特性？圖2-13輸出整流濾波電路是由整流二極管？電解電容和扼流圈組成？流經(jīng)二極管的電流如圖2-13所示，它與開(kāi)關(guān)晶體管集電極電流相反，線性下

34、降？有效電流為平均電流(輸出電流)的1.4s1.6倍?二極管上加的反向電壓為輸出電壓的2s3倍?此例中采用FD二極管？電壓檢測(cè)電路是LED光量隨輸出電壓的微小變化，從而控制輸出電壓，使其穩(wěn)定的電路？當(dāng)輸出電壓為8V以下時(shí)，檢測(cè)電路采用可變串聯(lián)穩(wěn)壓器，如圖Vref2-15(a)所小，輸出電壓V。？當(dāng)輸出電壓為8V以上時(shí)，米用1國(guó)R26.2V穩(wěn)壓管和晶體管組合的電路，如圖2-14(b)所示，輸出電壓R1V06.911?R2圖2-14電壓檢測(cè)電路第三章開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)一？開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)步驟圖3-1所示是RCC勺設(shè)計(jì)程序,現(xiàn)按程序說(shuō)明如下？碉定電源規(guī)格1一阿定占空比,燕率汁群輸人也樂(lè)計(jì)算一次電溫、匝數(shù)比

35、.電感一微心的選定計(jì)其統(tǒng)圈iSi-品體臂的選定構(gòu)出二”營(yíng)的選定輸出也麻利達(dá)是I拽制電戰(zhàn)的設(shè)不":I設(shè)計(jì)值的隔認(rèn)圖3-1RCC設(shè)計(jì)程序1 .確定電源規(guī)格輸入電壓：DC36V輸入電壓變化范圍：±20%輸出電壓：DC15V輸出電壓變化范圍：±1%輸出功率為；45W2 .確定占空比D和頻率f設(shè)DtonT0.5設(shè)最低振蕩頻率fmin25KHZ?低于25KHz的頻率即為音頻域，回發(fā)出刺耳的撥號(hào)音？而提供fmin就會(huì)增大開(kāi)關(guān)損耗？RCCft輸出電流減小時(shí)頻率會(huì)增高，以致達(dá)200KHZW上？這樣就會(huì)因不能配合開(kāi)關(guān)晶體管的工作而致?lián)p耗增加？3 .輸入直流電壓Vi的計(jì)算M=28.8V

36、43.2V4 .一次電流的峰值Iip?圈數(shù)比N和一次電感L的計(jì)算？現(xiàn)以輸出電壓最低？輸出電流I01為過(guò)流保護(hù)設(shè)定點(diǎn)（I01的120%）的情況進(jìn)行計(jì)算？RC3該點(diǎn)時(shí)11P最大,f最?。吭O(shè)Vf=0.55V,VL=0.35V,4=0.94,由Vo=15V得V2=Vo+ VL+Vf=15 + 0.55 + 0.35 = 15.9 (V)變壓器的輸出功率P2因15V輸出電流是過(guò)流檢測(cè)點(diǎn),為3Ax 1.2,所以P2=15.9 X 3 X 1.2 = 57.24 (W)11P2 P2 TVi Ton2 57.24 2 8.46 (A)28.8 0.94ON寸Ton為:20 (仙 S)一次和二次（5V線圈）圈

37、數(shù)比N為:V215.9N = 0.552V1 28.8一次線圈電感L1為:LiVi Ton28.8 20 10 68.460.068 (mH)5.磁芯的選用磁芯選用EEC28L(TDK)圖3-2和圖3-3是磁芯和繞線管的示意圖？6.匝數(shù)N1?N2的確定二次線圈的匝數(shù)N2為:zN12IL(mH)7N210SBmS:磁芯有效截面積mm2Bm:最大磁通密度3000高斯N%Li八70.5528.460.068內(nèi)N2IP_L10710713.0114（匝）SBm81.43000一次線圈的匝數(shù)N1為：N1N2425.326（匝）N10.552圖3-2磁芯示意圖圖3-3繞線管示意圖ABCFl28.5516.

38、99.911.421.8表3-1磁芯尺寸（mm）有效截面積為81.4mm2表3-2饒線管尺寸（mm）ABC20.912.322.47.變壓器的設(shè)計(jì)一定要檢驗(yàn)線圈能否容入所選的磁芯？因此要先計(jì)算出通過(guò)線圈的電流？電流在輸入電壓Vi最低和輸出電流I。最大時(shí)最大，此時(shí)變壓器的輸出功率P2為：P2=15.9X3=47.7(W). 2 P2 T TipVi Ton2 47.7 2 7.050.94 28.8(A)電流波形變化如圖3-4所示；Il有效值11rms2.88 (A)53流入變壓器15V線圈的電流I2的峰值12Pppp可按下式從輸出電流I0求出圖3-4通過(guò)線圈的電流計(jì)算1 2pj。12 (A)0

39、.5有效值為:I 2PI 2 rms -64.9 (A)變壓器需要有供給晶體管VTI的基極電流IB的基極線圈，因此要算出該線圈的匝數(shù)Nb如圖3-5,即使輸入電壓V1最低時(shí),基極電路電壓Vb也需5.5V,因此Nb為：圖3-5基極線圈的設(shè)計(jì)VBNb fN15.5 26-4.965 (匝)28.8設(shè)hfe 15,則晶體管VT1基極電流Ib為:IiP 7.05I Bhfe150.47 (A) IB有效值I brms比10.33 (A)下面談?wù)劥_定線圈用導(dǎo)線（漆包線）的線徑問(wèn)題？縮小導(dǎo)線線經(jīng)無(wú)疑可嵌入繞組節(jié)距，但因線圈電阻部分發(fā)熱過(guò)大，可能不合適？因此，作為確定導(dǎo)線線經(jīng)的指標(biāo)，就要考慮導(dǎo)線的電流密度l?

40、Id二導(dǎo)線的單位截面流過(guò)的電流（A/mm2）=I/SI:電流S:截面積然而，確定Id不是容易的？變壓器的溫度容許度數(shù)取決于磁芯的溫度特性和所用絕緣材料（繞線管和磁帶等）的最高使用溫度？變壓器的環(huán)境溫度是氣溫加內(nèi)部上升溫度，度內(nèi)部上升溫度難以確切估計(jì)（尤其是安裝密度過(guò)大時(shí)）,電流密度（或線圈的損耗）和變壓器的溫升的關(guān)系就更又t成立？其中采用自然冷卻還是風(fēng)扇冷卻就有很大差異？因困難很大，所以要使用以往的經(jīng)驗(yàn)值?自然冷卻時(shí)Id以1.54A/mm2為宜，風(fēng)扇冷卻以36A/mm2為宜？變壓器小時(shí)，最好選較大值,變壓器大時(shí)則要選較小值?確定最佳磁芯和線圈時(shí)，只能通過(guò)實(shí)際工作測(cè)定變壓器的溫度？這里按1d=4

41、A進(jìn)行設(shè)計(jì)以下談?wù)劥_定線圈的導(dǎo)線尺寸（導(dǎo)線線經(jīng)）問(wèn)題計(jì)算一次線圈所需截面積S211ms2.880.72mm2Id4導(dǎo)線便覽里截面積比S大的最細(xì)導(dǎo)線為0.7mm,截面積為0.3848mm2,一級(jí)漆包線的外徑為0.776mm?其它線圈同樣，其導(dǎo)線確定結(jié)果如表3-1所示？同理，二次線圈采用三根并聯(lián)？表3-1線圈設(shè)計(jì)結(jié)果線圈次數(shù)Irms/A導(dǎo)線IdA/mm層數(shù)一2.880.70.7760.38483.72二7.90.70.7760.38484.21B0.330.40.4560.12572.6初級(jí)線圈剩余注:1.使用一級(jí)漆包線？2 .一?二次線圈使用1根要加粗，故分別用2根?三根并聯(lián)？3 .基極線圈的尺

42、寸于一次同，減少了導(dǎo)線種類？按所使用的磁性和饒線管計(jì)算線圈的繞組節(jié)距，由圖3-6可知高度為22.4mn?厚度為4.59mn?線圈的饒法會(huì)影響漏感（漏磁通）的變化，因此要使一次？二次線圈的磁性耦合好？在安全上，確保一次？二次線圈的絕緣很重要，各國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)絕緣材料和絕緣距離也都有詳細(xì)規(guī)定？這里采用將一次線圈和線圈交替重疊卷繞法以達(dá)到良好的磁性耦合？為符合UL（美國(guó)）CSA（加拿大）標(biāo)準(zhǔn)，要在繞線管兩端裝上2mm的絕緣帶，以取沿面放電的最短距離？因此，實(shí)際繞組節(jié)距的高度是22.4-2=20mn?在一次？二次問(wèn)裝入3層絕緣膠帶，并規(guī)定一次和二次間的耐壓為1250V?現(xiàn)計(jì)算繞組節(jié)距高20mm寸，各線圈

43、層數(shù)？設(shè)線圈外形為r,則一次線圈繞一層的匝數(shù)為：21-0-124.7（匝）r0.776所以層數(shù)是：圖3-6繞組節(jié)距-N1.052（層）24.7因此，一次線圈為2層？因線圈第二層線圈減少，所以將基極線圈加入該層空余部分？同理，二次線圈層數(shù)為一層？最后，要檢驗(yàn)線圈的厚度是否達(dá)到繞組節(jié)具的厚度？線圈的厚度d為：d=rldt1.2r:電線徑l:層數(shù)dt:絕緣膠帶的厚度考慮到空余，將其按1.2倍處理？如果不考慮該空余率，線圈即使繞好也會(huì)產(chǎn)生跟磁芯不符的問(wèn)題，設(shè)絕緣膠帶的厚度為0.05mm啟15張從表2-1可得：d=（0.776X2+0.776+0.05義15）X1.2=3.52<4.45結(jié)果跟磁芯

44、相符？此時(shí)如果跟磁芯不符，就要把磁芯改大再計(jì)算？如顯得過(guò)緊時(shí)，也可考慮稍增大電流密度的方法？反之，在空余過(guò)大時(shí)，會(huì)造成磁芯過(guò)大，因而要減磁芯尺寸后再進(jìn)行計(jì)算？圖3-7所示為上述變壓器的設(shè)計(jì)程序？受壓般的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)靖果的潮恰般心選定WESHT的牖定蝶圈尺寸的定晚閽同喇浦n線圖即構(gòu)的新定圖3-7變壓器的設(shè)計(jì)程序8.開(kāi)關(guān)晶體管VTi的選用設(shè)計(jì)晶體管之前的變壓器時(shí)，要檢查一下已計(jì)算的參數(shù)的情況，并按4項(xiàng)設(shè)定的輸入電壓Vi最低？15出電流為過(guò)流設(shè)定點(diǎn)輸出電流最大的調(diào)節(jié)進(jìn)行計(jì)算？因圈數(shù)比為：N0.552所以可分別得：,2F2N1257.240.552111P28.46(A)V2V10.9415.928.8T

45、onIL11P V130.068108.4619.9(s)因此:L1 I1p2 P20.068 10 3 8.462 0.94 ,、39.9 ( n s)2 57.2439.9 10 625.1 (KHZ)TonT19.9-0.4939.9BmL1 mh2-.S mmN11078i46rf8 107 2718 (高斯)28.8就輸入電壓V最高，輸出電流Io最大的情況加以計(jì)算.這時(shí)可由3項(xiàng)得V1=43.2V?P2為:P2V2I015.9347.7(W)2 47.70.5521V10.9415.943.25.87(A)TonI 1P L15.87 0.068 10 3V143.29.24(2)L1

46、 I ip2耳0.068 10 3 5.872 0.942 47.723 ( n s)因此:1T_924f-43.3KHZ-on9240.4T-23晶體管V-1的電壓Vce實(shí)際波形如圖3-8所示？從-on轉(zhuǎn)換到-off時(shí)，由于變壓器的漏磁通，致使一部分電量沒(méi)有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈，V1r就是由這種電量導(dǎo)致的一種波形？感漏電感得計(jì)算有困難，故這里按下式進(jìn)行設(shè)計(jì)？V2V22Vir1.52NN因VL28.8V,所以確定NVV1r0.5214.4VN圖3-9復(fù)位電路和浪涌電壓保護(hù)電路k-d圖3-8晶體管的Vce圖3-9所示是一次線圈的復(fù)位電路和減振電路？在該設(shè)計(jì)例中設(shè)復(fù)位電路中得R2為33K,不過(guò)

47、要邊觀察工作時(shí)的Vce波形而定，使丫什保持14.4V左右？V1s表示由一次電路的電感成分產(chǎn)生的浪涌電壓？晶體管的兩端裝有C?R,以控制峰值伍C?R值可參考設(shè)計(jì)例采用嘗試法確定？VT1的集電極電壓的最高值是：VVcep-2VirVisVimax28.814.41043.296.4(V)N集電極電流的峰值Icp11P8.46(A)決定選用2SC519A©晶體管表2-3晶體管的特性2SC519啰數(shù)項(xiàng)目符號(hào)額定值單位極限參數(shù)結(jié)溫Tj1500c集電極？發(fā)射極電壓VCEO110V集電極電流DCIC7A峰值ICPA電熱特性直流電流放大系數(shù)hFE15集電極？發(fā)射極飽和電壓VCEsat2V基極飽和電壓

48、VBEsat2.5V熱電阻Qic0cW存儲(chǔ)時(shí)間ts4.5Ns上升時(shí)間tr0.4Ns下降時(shí)間tf0.4Ns卜面計(jì)算晶體管的損耗晶體管VT1的電流波形從OFFW移到ON時(shí)，如圖3-10所示，就會(huì)有放電電流通過(guò)緩沖器的電容器？該電流的峰值會(huì)按電容值變化,這里設(shè)定為Icp2?擴(kuò)大這時(shí)的Vce和Ic,即呈圖3-11(a)的狀態(tài)？而從ON到OFF轉(zhuǎn)移時(shí)，即呈圖(b)的狀態(tài)？設(shè)tr=tf=0.3s,則ON時(shí)的損耗R和OFF時(shí)的損耗Pf可分別按下式計(jì)算？on時(shí)的損耗Pr 16、/ I cpt r1V1 max-2T643.28.4621 s23 s1.3 (W)1tf 1off 時(shí)的損耗PfVcepI cpf

49、6 P cpT696.48.461 s23 s5.9 (W)設(shè)VT1的飽和電壓VcE(sat)=1.5V，則:1Ton 時(shí)損耗 Pon I cp Vce sat2 VTi 的損耗 PqPrPfP3n8.461.5 0.4 2.54 (W)1.3 5.9 2.54 9.74 (W)9.輸出二極管VD1的選定通過(guò)二極的電流波形如同圖3-4的I2?但實(shí)際上一定要考慮Toff時(shí)反向漏電流通過(guò)的問(wèn)題？因丁。什時(shí)的反向電壓Vdr為:Vdr=VoiV1N12所以其最大值VdrmaxV0V1N1543.20.55238.38(V)按該電壓可使用肖特基勢(shì)壘二極管，選才¥F107為確定散熱片的大小，要計(jì)

50、算二極管的損耗，正向電流通過(guò)時(shí)的損耗Pf為：1 1八，八Pf1I2pVf1min1120.5810.42.088W2 p2根據(jù)管殼和散熱器間的熱電阻Rjc和PfRJC3.32.0086.890c設(shè)Tjmax為1000C,在環(huán)境溫度為600C,所需散熱器熱電阻為：15.9TjmaxTjCTa1006.8960RfaPf2.00810.確定輸出電容C6通過(guò)電容C6的紋波電流I c2 I 2 I0如圖3-12,有效值I02rm在輸入電壓最低，圖3-12輸出電容的紋波電流CII輸出電壓最大時(shí)最大？1c2 rm3TTI2p2 I2P I0I02ToffTI02112212萬(wàn)0.512212332323

51、2=4.9(A)作為15V輸出電容C6選紋波電流大于4.9A的電容，可以幾個(gè)電容并聯(lián)？?jī)H此，輸出紋波電壓就很大，所以如電路圖的輸出上裝有LC濾波器，使其衰減？L確定為數(shù)H到50H,C確定為上述所選容量的1/4左右？11.復(fù)位電路和吸收電路參數(shù)確定圖3-12中電路是通過(guò)R3把磁能作為熱能進(jìn)行消耗的電路，ON時(shí)，儲(chǔ)存在T1里的磁通E1為:E12 _ 2V1Ton2 L1圖3-12復(fù)位電路設(shè)R3的電壓為V3 ,則R3消耗熱能E2為:E2V32 TR3E1=E2R32 L1TV1Ton加在VT1上的峰值電壓Vdsp為:VdspV1maxV3V1maxR3 v1 max2 L1 T=V1 max 1R3

52、Ton min2L1 TVdspL1 TR3211-2V1 maxTon min式中 Ton min 是 M max 時(shí)的值，Ton min 9.24因?yàn)閂dsp為400V,那么按80%£用率為320VR32236320 .0.068 1040 10-143.29.24 102.6K時(shí)間常數(shù)R3 C3要絕對(duì)比周期T大，約為10倍左右C31040 102.6 100.15 (仙 F)VTi的漏極電流屋為:1dsI0 N 3 0.552 1.66 (A)Vdsp 96.4VmZ432輸出變壓器一次線圈的等效負(fù)載電阻為V1 maxI ds43.21.6626 (Q)設(shè)變壓器漏電感1漏Li5

53、%3.4(pH)L漏3.410613R負(fù)t3260.1106.由知4.2RR負(fù)110(Q)4L漏r,c/Lci2740(pF)RiR負(fù)第四章性能改善措施4-1保護(hù)電路一？過(guò)電壓保護(hù)電路過(guò)電壓發(fā)生大多認(rèn)為時(shí)檢測(cè)線路斷開(kāi)或者控制電路損壞？過(guò)電壓發(fā)生時(shí)首要任務(wù)是保護(hù)負(fù)載，因此，對(duì)于輸出5V的開(kāi)關(guān)電源大部分都設(shè)有較好的過(guò)電壓保護(hù)電路，過(guò)電壓發(fā)生時(shí)一般是使振蕩電路停振？因此,若過(guò)電壓保護(hù)電路動(dòng)作后再啟動(dòng)電路工作時(shí)，必須使輸入斷開(kāi)？一般方式是采用穩(wěn)壓二極管，需要注意其工作點(diǎn)是隨流經(jīng)穩(wěn)壓管電流與溫度而變，因此，設(shè)計(jì)上必須選用穩(wěn)定電壓的溫飄非常小的穩(wěn)壓管？過(guò)電壓保護(hù)電路實(shí)例如圖4-1所示，在圖4-1(a)所示

54、電路中PC采用P613G當(dāng)輸出電壓為5V時(shí),VDZ選HZ5C3,R1選15Q;輸出電壓為12V時(shí)，VDZ選用HZ13B3,R1選56Q；輸出電壓為24V時(shí)，VDz選用HZ27-05,電選100Q,在圖4-1(b)所示電路中，當(dāng)輸出電壓為5V時(shí)VDz選用HZ6B-1L,R選15Q;輸出電壓為12V時(shí)，VDz選用HZ12C-2L,R選56Q;輸出電壓為24V時(shí)，VDz選用HZ27L/S,R選100Q圖4-1過(guò)電壓保護(hù)電路實(shí)例4-2效率的提高開(kāi)關(guān)電源效率降低的主要原因如下：1）開(kāi)關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)方法不佳，如過(guò)激勵(lì)，激勵(lì)不足以及反偏置電流不足等?2）變壓器設(shè)計(jì)不佳，如變壓器飽和，變壓器漏感大，繞組與鐵芯的選用不適宜等？3）電壓吸收電路參數(shù)不適當(dāng)？4）整流器特性不佳，如整流器壓降大，反