彩色電視機(jī)開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、彩色電視機(jī)開關(guān)電源電路設(shè)計(jì) 摘要1955年美國羅耶GH.Roger)創(chuàng)造的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開端，1957年美國查賽Jen Sen)創(chuàng)造了自激式推挽雙變壓器，1964年美國科學(xué)家們提出取消工頻變壓器的串聯(lián)開關(guān)電源的設(shè)想，這對(duì)電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑。到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復(fù)時(shí)間的縮短等元器件改善，終于做成了25千赫的開關(guān)電源。 隨著電力電子技術(shù)的高速開展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進(jìn)入80年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，

2、進(jìn)入90年代開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速開展。開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制PWM控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的本錢都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源本錢在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源，這一本錢反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的開展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一本錢反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣泛的開展空間。電源

3、的好壞直接影響著電器的性能，在開關(guān)電源誕生的時(shí)候就已經(jīng)應(yīng)用在了電視機(jī)電源上，從而減少了電視機(jī)的功耗，相對(duì)傳統(tǒng)的線性電源效率高、抑制噪聲好，好的電視機(jī)開關(guān)電源能效率能到達(dá)90%以上，是電源中效率最高的。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種電器上，其中在電視機(jī)上開關(guān)電源已經(jīng)成為成熟產(chǎn)品，集成化，模塊化，技術(shù)不斷成熟。關(guān)鍵詞：DC-DC 電視機(jī)電源 開關(guān)電源 UC3842 目錄 TOC o u 1概述 PAGEREF _Toc280978184 h 1課題意義 PAGEREF _Toc280978185 h 1根本內(nèi)容及要求 PAGEREF _Toc280978186 h 12開

4、關(guān)電源根本知識(shí) PAGEREF _Toc280978187 h 1開關(guān)電源分類 PAGEREF _Toc280978188 h 1開關(guān)電源原理 PAGEREF _Toc280978189 h 1電氣技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc280978190 h 23電路及設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc280978191 h 3元件選擇 PAGEREF _Toc280978192 h 3開關(guān)管的選擇 PAGEREF _Toc280978193 h 3電容的選擇 PAGEREF _Toc280978194 h 4二極管的選擇 PAGEREF _Toc280978195 h 4輸出變壓器參數(shù) PAGERE

5、F _Toc280978196 h 5電源電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc280978197 h 6電源輸入端口的電磁兼容設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc280978198 h 6消磁電路 PAGEREF _Toc280978199 h 7整流濾波電路 PAGEREF _Toc280978200 h 83.2.4 DC-DC變換電路 PAGEREF _Toc280978201 h 93.2.5 PWM控制電路 PAGEREF _Toc280978202 h 103.2.6 整機(jī)電路 PAGEREF _Toc280978203 h 12總 結(jié) PAGEREF _Toc280978205 h 14

6、致 謝 PAGEREF _Toc280978206 h 15參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc280978204 h 161概述課題意義通過對(duì)模擬彩色電視機(jī)開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)，掌握模擬彩色電視機(jī)對(duì)開關(guān)電源設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，正確理解開關(guān)電源電路工作的原理。1、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1開關(guān)電源結(jié)構(gòu)和根本工作原理； 2模擬彩色電視機(jī)開關(guān)電源的技術(shù)指標(biāo)； 3設(shè)計(jì)模擬彩色開關(guān)電源電路原理圖； 4分析開關(guān)電源工作原理。 2、設(shè)計(jì)要求 1. 根本概念清楚、根本原理正確； 2. 電路圖設(shè)計(jì)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)； 3. 按時(shí)參加指導(dǎo)教師輔導(dǎo)，按進(jìn)度要求完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。 4. 設(shè)計(jì)說明書不少于3000字 2開關(guān)電源根本知識(shí)

7、人們?cè)陂_關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開關(guān)電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向開展。開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，也有AC/AC DC/AC 如逆變器 DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加

8、在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的在導(dǎo)通時(shí)，電壓低，電流大；關(guān)斷時(shí)，電壓高，電流小/功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。 與線性電源相比開關(guān)電源更為效的工作過程是通過“斬波，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓組數(shù)。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。電視機(jī)開關(guān)電源原理圖如圖1所示。 圖1 電視機(jī)開關(guān)電源原理圖 開關(guān)電源的技術(shù)指標(biāo)有通用事項(xiàng)、包括電源名稱、適用規(guī)格等，首先是平安規(guī)格，有關(guān)開關(guān)

9、電源都有相應(yīng)的平安規(guī)格，例如，國際規(guī)格為IEC950、IEC65；亞洲為電氣用品管理法；歐洲統(tǒng)一規(guī)格為EN-950、EN60065，其中北歐的VDE(德國)、BSI(英國)，SEV(瑞士)、。有關(guān)EMI的規(guī)格，日本為VCCI1類，2類；美國為FCCP15J A類、B類；德國為VDE0871A類、B類；國際上為CISPRPubl1、publ2。電氣技術(shù)指標(biāo)有輸入與輸出條件附屬功能等。機(jī)械結(jié)構(gòu)為外形、安裝、和冷卻條件等。環(huán)境條件有溫度、濕度、震動(dòng)和沖擊等。其他條件有噪聲規(guī)定、可靠性等。輸入技術(shù)指標(biāo)作為開關(guān)電源的輸入技術(shù)指標(biāo)意義輸入電源相數(shù)、額定輸入電壓及電壓變化范圍、頻率、輸入電流一般為單向2線制

10、和3相3相制，還有單相3線制及3相四線制等。輸入電源的額定電壓因各國或各地區(qū)不同而異，例如，美國規(guī)定交流輸入電源為120V，歐洲為220-240V，日本為100V-到200V，我國為220V及380V。輸入電壓變化范圍多為-15%到+10%輸出技術(shù)指標(biāo) 額定輸出電流是指輸出端供應(yīng)負(fù)載的最大平均電流。根據(jù)電子孫設(shè)備的不同，多路輸出電源中某路輸出電流增大，另路輸出電流就得減小，保持總的輸出電流不變。 穩(wěn)壓精度也稱輸出電壓精度或電壓調(diào)整率，輸出電壓變動(dòng)有多種原因。輸出電壓可調(diào)范圍是指在保證電壓穩(wěn)定精度條件下，由外部可能調(diào)整的輸出電壓范圍，一般為5%或10%。條件是輸入電壓的下限時(shí)輸出電壓的最大值，以

11、及輸入電壓的上限時(shí)輸出電壓的最小值。 紋波是與輸出端呈現(xiàn)的輸入頻率及開頭變換頻率的分量，用峰峰值表示，一般為輸出電壓的0.5以內(nèi)。噪聲是輸出端呈現(xiàn)的除波紋以外頻率的分量，也用峰峰值表示，一般為輸出電壓的1%，也包括與紋波沒有明確區(qū)分的局部，規(guī)定是紋波與噪聲總合值，多數(shù)場(chǎng)合是規(guī)定紋波噪聲總合的情況，為輸出電壓的2%以內(nèi)。3電路及設(shè)計(jì)3.1.1開關(guān)管的選擇開關(guān)管是整個(gè)電源最主要的工作器件，正確的選用是電源成功制作的前提首先開關(guān)管的截止時(shí)間不宜過長，假設(shè)時(shí)間長，當(dāng)開關(guān)管上的控制脈沖已經(jīng)結(jié)束，而下一個(gè)控制脈沖已經(jīng)到來時(shí)，會(huì)造成開關(guān)管沒有完全關(guān)斷，馬上進(jìn)入下一個(gè)導(dǎo)通周期，這樣開關(guān)管幾乎一直在導(dǎo)通，開關(guān)完

12、全失去控制，功耗和輸出電壓會(huì)迅速增加，造成電源浪費(fèi)。電視機(jī)電源的震蕩頻率是15625Hz跟行同頻，在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載上的電流以及濾波電容的充電電流均通過開關(guān)管，因此開關(guān)管的集電極電流必須大于輸出的負(fù)載電流，集電極電流的計(jì)算如下：開關(guān)管最關(guān)鍵的電參數(shù)是VCEO、VCBO、ICM、PCM，由于電視機(jī)大小不同PCM值也有所不同，屏幕大的值略大些。一般電視機(jī)的典型值為PCM100W、ICM5A、VCBO1000V、VCEO800V。假設(shè)電視機(jī)屏幕大的那么要選擇更高的的值，在開關(guān)管出現(xiàn)毀壞替換時(shí)假設(shè)沒有同型號(hào)的采用的管子的參數(shù)一定要大于毀壞的，并要看是否有阻尼二極管，要與行管區(qū)分開。開關(guān)管連接圖如圖2

13、。 圖2 開關(guān)管連接圖3.1.2電容的選擇開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器的作用主要是通過利用濾波電容器吸收開關(guān)頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。也就是說是利用電容器的低阻抗而將交流電流分量的絕大局部，更希望是全局部流到濾波電容器上，使輸出電流沒有或非常小的交流電流分量。無論正激式開關(guān)電源工作輸出的矩形波電流，還是反激式開關(guān)電源的鋸齒波電流，均含有極其豐富的高次諧波電壓與電流。這些高次諧波電流是不允許作為輸出電流成分流入負(fù)載，需要采用高頻阻抗低的電容器對(duì)其分流短路。這要求濾波電容器應(yīng)具有很好的阻抗頻率特性，這與工頻整流濾波對(duì)電容器要求大電容量的要求有所不同的工頻整流濾波很容易濾除

14、工頻的高次諧波，即使是40次也不過才2000Hz，一般電解電容器很容易實(shí)現(xiàn)。因此開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器即使選用鋁電解電容器也應(yīng)首選低ESR的鋁電解電容器，而絕不能隨意到電子市場(chǎng)抓到什么樣的鋁電解電容器只要電壓、電容量滿足要求均可。這樣作的結(jié)果將是電源的輸出紋波電壓過高，特別是峰-峰值電壓過高。3.1.3二極管的選擇了解了二極管的反向特性，可以由(1)式估算二極管的開關(guān)損耗：PSWDIODE VREVERSEIRRPEAKtRR2fs (1)VREVERSE是二極管的反向偏置電壓，IRRPEAK是反向電流，tRR2是從反向電流峰值到恢復(fù)電流為正的時(shí)間。對(duì)于降壓電路，當(dāng)MOSFET導(dǎo)通的時(shí)候

15、，Vin為二極管的反向偏置電壓?；谏鲜鲇懻?，減小開關(guān)器件損耗的直接途徑是選擇低導(dǎo)通壓降、快速恢復(fù)的二極管。超快型反向恢復(fù) HYPERLINK :/ powersystems.eet-china /SEARCH/ART/%D5%FB%C1%F7%B6%FE%BC%AB%B9%DC.HTM t _blank 整流二極管是所有高電壓AC-DC電源中的關(guān)鍵器件。這種二極管如圖1中的D1和D2不僅對(duì)電源效率至關(guān)重要，也是電路電磁干擾EMI的主要因素，選擇不當(dāng)時(shí)甚至?xí)斐删w管故障?？上攵?，這種整流二極管可以將一個(gè) HYPERLINK :/ powersystems.eet-china /SEARCH

16、/ART/%BF%AA%B9%D8%B5%E7%D4%B4.HTM t _blank 開關(guān)電源的性能最優(yōu)化，包括實(shí)現(xiàn)零導(dǎo)通電壓、無反向漏電流以及瞬時(shí)啟動(dòng)等。乍看起來，這種單pn結(jié)器件的設(shè)計(jì)似乎非常簡單，但分析了一些等式之后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，要將這一器件的性能最優(yōu)化，必須作出很多權(quán)衡。只有對(duì)這些權(quán)衡有充分的了解，電路設(shè)計(jì)人員才可以選擇到最適宜的整流二極管。3.1.4輸出變壓器參數(shù)正激和反激的變壓器功能是不同的，計(jì)算方法也不同。反激變壓器設(shè)計(jì)方法 如下: VDC min =VAC min * 1.2 (3)VDC max =VAC max * 1.4 (4)輸出功率Po=P1+P2+Pn (5) 上式中

17、P1=(Vo1+Vf)*I1 、P2 =(Vo2+Vf)*I2 (6) 上式中Vo為輸出電壓,Vf為整流管壓降 輸入功率Pin=(Po/)*1.2(此處1.2為輸入整流損耗) 輸入平均電流:Iav = Pin/VDC min 初級(jí)峰值電流:Ip = 2*Iav/Dmax 初級(jí)電感量:Lp=Vdc min *Dmax /(Ip*fs) fs為開關(guān)頻率 初級(jí)匝數(shù):Np=VDC min * Dmax /(B*Ae*fs) 上式中B推薦取值0.2 Ae為磁芯橫截面積,查規(guī)格資料可得次級(jí)匝數(shù):NS =(Vout+Vd)*(1-Dmax)*Np / Vin min*Dmax 正激變壓器設(shè)計(jì)方法如下: Vi

18、ndcmin*Tonmax/(B*Ae)=Np,Tonmax=1/f*Dmax,Dmax一般取0.45,最大不要超過0.47(極限條件);B=Bm(飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度)-Br(剩磁)-100mT(余量).3.2電源電路設(shè)計(jì)3.2.1電源輸入端口的電磁兼容設(shè)計(jì)高頻開關(guān)電源由于其在體積、重量、功率密度、效率等方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、國防、家電產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域。在開關(guān)電源應(yīng)用于交流電網(wǎng)的場(chǎng)合，整流電路往往導(dǎo)致輸入電流的斷續(xù)，這除了大大降低輸入功率因數(shù)外，還增加了大量高次諧波。同時(shí)，開關(guān)電源中功率開關(guān)管的高速開關(guān)動(dòng)作從幾十kHz到數(shù)MHz，形成了EMIelectromagnetic inte

19、rference騷擾源。從已發(fā)表的開關(guān)電源論文可知，在開關(guān)電源中主要存在的干擾形式是傳導(dǎo)干擾和近場(chǎng)輻射干擾，傳導(dǎo)干擾還會(huì)注入電網(wǎng)，干擾接入電網(wǎng)的其他設(shè)備。EMI濾波器通常置于開關(guān)電源與電網(wǎng)相連的前端,是由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波器。如圖3等效電路所示，噪聲源等效阻抗為Zsource、電網(wǎng)等效阻抗為Zsink。濾波器指標(biāo)fstop和Hstop可以由一階、二階或三階低通濾波器實(shí)現(xiàn)，濾波器傳遞函數(shù)的計(jì)算通常在高頻下近似，也就是說對(duì)于n階濾波器，忽略所有k相關(guān)項(xiàng)當(dāng)kn，只取含n相關(guān)項(xiàng)。 圖3等效電路 以一種常用的濾波器拓?fù)鋱D4常用的濾波器拓?fù)錇槔?，分別對(duì)共模、差模噪聲濾波器等效電路進(jìn)行分析

20、。圖5共模衰減等效電路 及圖6差模衰減等效電路分別代表濾波器共模衰減和差模衰減等效電路。分析電路可知，Cx1和Cx2只用于抑制差模噪聲，理想的共模扼流電感LC只用于抑制共模噪聲。但是，由于實(shí)際的LC繞制的不對(duì)稱，在兩組LC之間存在有漏感Lg也可用于抑制差模噪聲。Cy即可抑制共模干擾、又可抑制差模噪聲，只是由于差模抑制電容Cx2遠(yuǎn)大于Cy，Cy對(duì)差模抑制可忽略不計(jì)。同樣，LD既可抑制共模干擾、又可抑制差模干擾，但LD遠(yuǎn)小于LC，因而對(duì)共模噪聲抑制作用也相對(duì)很小。 圖4常用的濾波器拓?fù)鋱D5 共模衰減等效電路圖6 差模衰減等效電路3.2.2消磁電路彩電的消磁電路主要是由消磁線圈和一個(gè)PTC熱敏電阻也

21、就是我們常說的“消磁電阻，此電阻一般為一個(gè)正溫度系數(shù)的熱敏電阻組成的。消磁線圈套在顯像管的外框上，由漆包線繞制而成。在開機(jī)的瞬間，由于消磁電阻的阻值很小在常溫25度時(shí)，電阻阻值僅為幾十歐姆左右，它與消磁線圈是串聯(lián)的，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，電阻越大分得的電壓就越大，消磁線圈的阻值要比消磁電阻的阻值大得多，因此，大局部的電壓通過消磁線圈，使消磁線圈瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)的交變磁場(chǎng)，由于消磁電阻的存在，這個(gè)交變磁場(chǎng)不會(huì)持續(xù)太長時(shí)間，隨著通電時(shí)間的延長，消磁電阻的溫度會(huì)按照一定的曲線上升，其阻值也會(huì)按照一定的曲線增加到很大，這樣就會(huì)在消線圈中產(chǎn)生一個(gè)逐漸衰減的交變磁場(chǎng)，從而到達(dá)消除顯像管中剩磁的目的。消磁電路如

22、圖7. 圖7 消磁電路如圖3.2.3整流濾波電路1、橋式整流電路采用橋式整流電路如圖8所示。 圖8 橋式整流電路UL和IL計(jì)算7 8 9紋波系數(shù) 10平均整流電流 11在用二極管做整流橋時(shí)，要注意極限參數(shù)的選擇，一般耐壓值與電流最大值要符合標(biāo)準(zhǔn)。2、在電視機(jī)濾波電路中 常見的幾種濾波電路 圖9 濾波電路 電視機(jī)中的濾波電路主要作用是濾除高頻干擾、電路噪聲及電網(wǎng)工頻屢次諧波。 3.2.4 DC-DC變換電路電視機(jī)中所用到的主電壓一般為5V芯片供電電壓、12V燈絲電壓、130V左右主電壓及揚(yáng)聲器功率塊供電電壓，其他電壓在行回掃變壓器上取。電力電子技術(shù)的不斷開展，要求開關(guān)電源具有更高的工作頻率、效率

23、、工作密度、功率因數(shù)、可靠性、電路具有更小的體積和實(shí)用性。為了得到高性能的開關(guān)電源，研究者們?cè)谶x擇性能更為優(yōu)越的功率半導(dǎo)體器件，改良電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇和改良控制電路的控制方式，優(yōu)化器件的排列布局等方面做了大量的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，并且取得了許多卓有成效的成果。近年來，人們引入了功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法來解決開關(guān)電源的最優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，形成了開關(guān)電源的最優(yōu)設(shè)計(jì)技術(shù)，在目標(biāo)值與約束條件都能用數(shù)學(xué)公式表達(dá)時(shí)，這種采用數(shù)學(xué)優(yōu)化方法得到的設(shè)計(jì)結(jié)果與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，往往具有很強(qiáng)的優(yōu)越性，可提高開關(guān)電源的設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，本文首先采用傳統(tǒng)方法對(duì)BUCK DCDC變換器的主電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與器件的選擇，然后

24、提出了設(shè)計(jì)的最優(yōu)化目標(biāo)值和約束條件，從而利用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法得到了該變換器的最優(yōu)化模型，對(duì)BUCK DCDC變換器的最優(yōu)設(shè)計(jì)具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。Buck變換器：也稱降壓式變換器，是一種輸出電壓小于輸入電壓的單管不隔離直流變換器。圖10 Buck變換器圖10中，Q為開關(guān)管，其驅(qū)動(dòng)電壓一般為PWM(Pulse width modulation脈寬調(diào)制)信號(hào)，信號(hào)周期為Ts，那么信號(hào)頻率為f=1/Ts，導(dǎo)通時(shí)間為Ton，關(guān)斷時(shí)間為Toff，那么周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。Buck/Boost變換器：也稱升降壓式變換器，是一種輸出電壓既可低于也可高于輸入電壓的單管不隔離直流變換

25、器，但其輸出電壓的極性與輸入電壓相反。Buck/Boost變換器可看做是Buck變換器和Boost變換器串聯(lián)而成，合并了開關(guān)管。 圖11 Buck/Boost變換器Buck/Boost變換器也有CCM和DCM兩種工作方式，開關(guān)管Q也為PWM控制方式。3.2.5 PWM控制電路PWM控制原理脈沖寬度調(diào)制PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行 圖12 PWM控制電路方框編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電 要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(

26、OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。UC3842是開關(guān)電源用電流控制方式的脈寬調(diào)制集成電路。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。 該電路主要特點(diǎn)有： 內(nèi)含欠電壓鎖定電路 低起動(dòng)電流典型值為 0.12mA 穩(wěn)定的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源 圖13 UC3842內(nèi)部方框圖大電流推挽輸出驅(qū)動(dòng)電流達(dá) 1A工作頻率可到 500kHz 自動(dòng)負(fù)反應(yīng)補(bǔ)償電路雙脈沖抑制 較強(qiáng)的負(fù)載響應(yīng)特性 UC3842引腳功能 圖14 UC3842引腳圖腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容

27、元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性；腳是反應(yīng)電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V 基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比擬，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度；腳為電流檢測(cè)輸入端,當(dāng)檢測(cè)電壓超過1V 時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài)腳為定時(shí)端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定，f=1.8/(RTCT)；腳為公共地端；腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為50ns 驅(qū)動(dòng)能力為1A ；腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW；腳為5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，有50mA 的負(fù)載能力。3.2.6 整機(jī)電路 圖15 電源整機(jī)電路圖電路工作原理 開關(guān)SW接電網(wǎng)經(jīng)過3A保險(xiǎn)絲到

28、EMI濾波器濾除干擾。由R1熱敏電阻跟L1線圈電感構(gòu)成消磁電路，產(chǎn)生一個(gè)交變的逐漸衰減磁場(chǎng)到達(dá)消磁目的，當(dāng)熱敏電阻溫度到達(dá)一定值該回路電流幾乎為零。經(jīng)整流橋D2得到300V左右直流電壓再由C1濾波輸出加在T10變壓器上，一方面給Q3開關(guān)管提供能量一方面經(jīng)變壓器2、3腳耦合經(jīng)D7、D13、C21,整流濾波給UC3842的7腳提供工作電壓，在此還有反應(yīng)作用，當(dāng)變壓器1、2腳電壓有變化會(huì)經(jīng)R5反應(yīng)到UC3842的2腳來調(diào)整脈寬，R15、R20、R21構(gòu)成取樣電路。 C2、R4、D6、變壓器1、2端與Q3構(gòu)成反激flyback電路，簡單談下flyback電路，它是由Buck/Boos電路演變過來的，工

29、作原理，當(dāng)Q3導(dǎo)通時(shí)D6截止，變壓器1、2端產(chǎn)生反向電壓，Q3截止時(shí)電感電流不能突變，通過D6、向C2充電，并在C2電壓作用下電流減小，Q3再導(dǎo)通時(shí)又一個(gè)周期開始。 圖16 Buck/Boos電路 圖17 flyback電路 圖18 flyback電路 R8向Q3提供偏壓 R5、R6、R13構(gòu)成取樣電路接UC3842的3端,當(dāng)電壓值過高，電路自動(dòng)減小脈沖寬度使電路處于間歇工作狀態(tài)。 C19、R18為外接震蕩電容電阻，改變大小改變震蕩頻率。改變R21可以改變電壓變化靈敏度。總 結(jié)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程. 回憶起此次直流電機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，確實(shí)，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這一個(gè)星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是我學(xué)到了很多東西，同時(shí)不僅可以穩(wěn)固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，唯有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正提高我們自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的缺乏，自己知識(shí)的很多漏洞，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，看到了