利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)單片開關(guān)電源講座第七講單片開關(guān)電源關(guān)鍵元器件的選擇

1、利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)單片開關(guān)電源講座第七講單片開關(guān)電源關(guān)鍵元器件的選擇        摘要：介紹單片（a）電路符號（b）基本接線圖2TL431的電路符號與基本接線腳。TL431的等效電路見圖1（c），主要包括4部分：1）誤差放大器A，其同相輸入端接從電阻分壓器上得到的取樣電壓，反相輸入端則接內(nèi)部2.50V基準(zhǔn)電壓Uref，并且設(shè)計(jì)的UREF=Uref，UREF端常態(tài)下應(yīng)為2.50V，因此亦稱基準(zhǔn)端；2）內(nèi)部2.50V（準(zhǔn)確值應(yīng)為2.495V）基準(zhǔn)電壓源Uref；3）NPN型晶體管VT，它在電路中起到調(diào)節(jié)負(fù)載電流的作用；4

2、）保護(hù)二極管VD，可防止因KA間電源極性接反而損壞芯片。TL431的電路符號和基本接線如圖2所示。它相當(dāng)于一只可調(diào)式齊納穩(wěn)壓管，輸出電壓由外部精密電阻R1和R2來設(shè)定，有公式Uo=UKA=（1R1R2）（1）開關(guān)電源中，作為外部誤差放大器，構(gòu)成光耦反饋式電路。其工作原理是當(dāng)輸出電壓Uo發(fā)生波動(dòng)時(shí)，經(jīng)電阻分壓后得到的取樣電壓就與TL431中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，在陰極上形成誤差電壓，使LED的工作電流IF產(chǎn)生相應(yīng)變化，再通過光耦去改變控制端電流IC的大小，調(diào)節(jié)TOPSwitch的輸出占空比，使Uo不變，達(dá)到穩(wěn)壓目的。2線性光耦合器光耦合器（OpticalCoupler）簡稱光耦。它是以

3、光為媒介來傳輸電信號的器件。通常是把發(fā)光器（紅外線發(fā)光二極管LED）與受光器（光敏半導(dǎo)體管）封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號時(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（開關(guān)）信號，不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器是一種新型光電隔離器件，它能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信號，使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬。 線性光耦與普通光耦的重要區(qū)別反映在電流傳輸比（CTR）上。CTR是光耦的重要參數(shù)，通常用直流電流傳輸比來表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。有公式CTR=×100（2）采

4、用一只光敏三極管的光耦合器，CTR的范圍大多為20300（例如4N35），而PC817則為80160。達(dá)林頓型光耦（如4N30）可達(dá)1005000。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。因此CTR參數(shù)與晶體管的hFE有某種相似之處。線性光耦與普通光耦典型的CTRIF特性曲線，分別如圖3中的虛線和實(shí)線所示。由圖可見，普通光耦的CTRIF特性曲線呈非線性，在IF較小時(shí)的非線性失真尤為嚴(yán)重，因此它不適合傳輸模擬信號。線性光耦的CTRIF特性曲線具有良好的線性度，特別是在傳輸小信號時(shí)，其交流電流傳輸比（CTR=ICIF）很接近于直流電流傳輸比CTR值，因此它適合傳輸模擬電壓或電流信號，能

5、使輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。這是其重要特性。線性光耦的典型產(chǎn)品及主要參數(shù)見表1，這些光耦均以光敏三極管作為接收管。在設(shè)計(jì)光耦反饋式圖3兩種光耦的CTRIF特性曲線()技術(shù)講座(d)(a)(b)(c)開關(guān)電源常用的四種EMI濾波器表1線性光的產(chǎn)品型號及主要參數(shù)產(chǎn)品型號CTR/U（BR）CEO/V國外生產(chǎn)廠家封裝形式PC816A8016070SharpDIP4（基極未引出）PC817A8016035SharpSFH610A26312570SiemensNEC2501H8016040NECCNY1726312570Motorola,Siemens,ToshibaDIP6（基極引出）CNY173100

6、20070Motorola,Siemens,ToshibaSFH60016312570Siemens,IsocomSFH600210020070Siemens,IsocomCNY75GA6312590TemicDIP6（基極未引出）CNY75GB10020090TemicMOC8101508030Motorola,IsocomMOC81027311730Motorola,Isocom1）光耦的電流傳輸比（CTR）的允許范圍是50200。這是因?yàn)楫?dāng)CTR<50時(shí)，光耦中的LED需要較大的工作電流（IF>5.0mA），才能正常控制單片圖5加EMI濾波器前、后干擾波形的比較（a）插入前（

7、b）插入后圖6測量插入損耗的電路評價(jià)電磁干擾濾波器性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。設(shè)電磁干擾濾波器插入前后傳輸?shù)截?fù)載上的噪聲電壓分別為U1、U2，有公式AdB=20lg（3）插入損耗用分貝（dB）表示，分貝值愈大，說明抑制噪聲干擾的能力愈強(qiáng)。測量插入損耗的電路如圖6所示。e是噪聲信號發(fā)生器，Zi是信號源的內(nèi)部阻抗，ZL是負(fù)載阻抗，一般取50。噪聲頻率范圍可選10kHz30MHz。首先要在不同頻率下分別測出插入EMI濾波器前后，負(fù)載兩端的噪聲壓降U1、U2，再代入式（3）中計(jì)算出每個(gè)頻率點(diǎn)的AdB值，最后繪出插入損耗曲線。需要指出，上述測試方法比較繁瑣，每次都要拆裝EMI濾波器。為此可用電子開關(guān)對兩種測試電路進(jìn)行快速切換。參考文獻(xiàn)1沙占友特種集成電源最新應(yīng)用技術(shù)M人民郵電出版社，20002沙占友EMI濾波器的設(shè)計(jì)原理J電子技術(shù)應(yīng)用，2001(5)開關(guān)電源電磁干