單端正激式高頻開關(guān)電源

單端正激式高頻開關(guān)電源第1章緒論、態(tài)1.1引言二十一世紀(jì)以來，相比十九世紀(jì)八十年代的線性電源，開關(guān)電源飛速發(fā)展。由于開關(guān)電源的很多性能優(yōu)于線性電源，且多項(xiàng)指標(biāo)對(duì)設(shè)備有較好的影響，因此得到了極大的推廣。最初的可調(diào)電源是線性系統(tǒng)電源，它通過有源電子器件電阻的導(dǎo)通將輸入工作電壓降低到預(yù)設(shè)的一個(gè)輸出端電壓。線性電源頻繁的使用于強(qiáng)制風(fēng)冷這種效率要求不高的系統(tǒng)中，還包括對(duì)電子噪音敏感且需要“靜音”電源的一些儀器，比如射頻接收器。一般來說，線性電源主要應(yīng)用于輸出功率小于10W的場(chǎng)所。與線性電源相比，PWM開關(guān)控制電源系統(tǒng)具備一個(gè)更高的效率和可操作性，它被廣泛運(yùn)用于許多領(lǐng)域，例如航空、儀器儀表、便攜式產(chǎn)品、家用電器、離線式產(chǎn)品等。電源一般用于企業(yè)要求高效率、多組電壓的場(chǎng)合，其重量比線性電源小得多，因?yàn)樵谙嗤妮敵龉β氏拢_關(guān)電源的系統(tǒng)所用的散熱器體積要更小，但是這種電源也有一些缺點(diǎn)，成本較高，研發(fā)周期較長(zhǎng)。即使PWM開關(guān)電源已經(jīng)使用了很長(zhǎng)一段時(shí)間，但直到上世紀(jì)七十年代才被廣泛使用。在線性電源中，顧名思義功率晶體管以線性模式工作。功率級(jí)和控制級(jí)是開關(guān)電源主要的倆個(gè)重要組成部分，功率級(jí)的主要任務(wù)是依據(jù)不同的工作情形選擇不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)兼顧晶體管以考慮設(shè)計(jì)成本?？刂萍?jí)的主要任務(wù)是根據(jù)電氣開關(guān)信號(hào)選擇合適的控制方式。PWM開關(guān)電源有多種的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，降壓電路、升壓電路、正激式電路、反激式電路、推挽式電路、半橋電路和全橋電路等［1］。拓?fù)涞倪x擇要考慮諸多因素，例如，變壓器或電感器的一側(cè)施加了多少電壓，輸入數(shù)據(jù)輸出是否需要變壓器隔離，加在開關(guān)管上的電壓多大等。這種無變壓器隔離的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用于分布式電力系統(tǒng)中的車載變流器。這種電源管理系統(tǒng)主要是可以通過直流電壓總線向系統(tǒng)進(jìn)行各個(gè)功能模塊供電，每個(gè)模塊都有一個(gè)自己的板載電源。一般來說，當(dāng)輸入直流電壓低于40V時(shí)，開關(guān)電源都應(yīng)該加隔離變壓器。隨著開關(guān)電源的迅速發(fā)展，人們對(duì)開關(guān)電源的要求也逐漸提高。一個(gè)基本的開關(guān)電源首先要滿足性能參數(shù)和一些基本的負(fù)載要求，其次，高頻率、高效率、體積小這是長(zhǎng)久以來人們關(guān)注的，隨著科技發(fā)展和技術(shù)得提高，特定環(huán)境下的開關(guān)電源應(yīng)運(yùn)而生，這使得開關(guān)電源的適用性更強(qiáng)。環(huán)保無污染、低電磁干擾、智能化等這些是全球都在關(guān)注的，沒有電源是萬能的，只有在不斷改進(jìn)中來提升開關(guān)電源的性能。1.2開關(guān)電源的發(fā)展及研究現(xiàn)狀開關(guān)電源起源于20世紀(jì)50年代初，NASA以小型化、輕量化為目標(biāo)研發(fā)了運(yùn)載火箭專用的開關(guān)電源。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，開關(guān)電源管理逐漸的取代了傳統(tǒng)教育技術(shù)企業(yè)生產(chǎn)的相控穩(wěn)壓電源，并在我國(guó)的一些成套設(shè)備中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。隨著我國(guó)集成電路的發(fā)展，開關(guān)電源逐漸趨于小型化，模塊兒化和集成化發(fā)展。在過去的二十年中，集成開關(guān)電源向著倆個(gè)方面發(fā)展。第一個(gè)發(fā)展方向是集成開關(guān)電源控制電路。上世紀(jì)七十年代，國(guó)外首先研制出了脈寬調(diào)制的控制器集成電路。緊接著，美國(guó)的摩托羅拉、飛兆半導(dǎo)體公司、硅通用半導(dǎo)體公司、Unitorde，以及德國(guó)西門子公司、意法半導(dǎo)體公司、荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司等公司相繼推出了一系列PWM芯［1］。近年來，國(guó)外一些公司研制出一系列開關(guān)工作頻率可以高達(dá)1MHZ的PWM、PFM芯片。第二個(gè)方向是中小型電源的集成化。1944年,美國(guó)電源集成公司最先研發(fā)出三端隔離式PWM型單片開關(guān)電源，其屬于AC/DC電源電壓變換器。隨后又推出了TOPSwitch、TOPSwitchTI、TOPSwitch-fx、TOPSwitch-gx、PEAKSwitch、LinkSwitch等系列產(chǎn)品［2］。新型設(shè)備電源控制裝置的發(fā)展，推進(jìn)了開關(guān)電源的高頻化，功率MOSFET和IGBT使得中小型開關(guān)以及電源的工作頻率高達(dá)400kHz(AC/DC)或1MHz(DC/DC)。軟開關(guān)信息技術(shù)使高頻開關(guān)作為電源成為可能，它不單單可以降低電源的體積和重量，更是提高了國(guó)內(nèi)開關(guān)電源的效率。如今，PWM開關(guān)電源已經(jīng)形成了幾十甚至數(shù)百種產(chǎn)品，自誕生以來，它便向世界展示出了強(qiáng)大的生命力，作為一種具有很大前景的影響力的新產(chǎn)品，全球都在為研制更高品質(zhì)的開關(guān)電源而努力。20世紀(jì)80年代末，中國(guó)首次進(jìn)口澳大利亞制造的高頻電子開關(guān)控制電源，開關(guān)頻率為48V/50A和48V/10OAo在吸納國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展百濟(jì)開關(guān)電源。近年來，通信管理的有關(guān)部門和一次通信系統(tǒng)中所采用的電源技術(shù)幾乎被半橋或全橋電路所取代，一般的PWM集成控制型芯片、大功率晶體管、功率場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管,其開關(guān)工作頻率為幾十到幾千赫茲、效率明顯高于90%、功率因數(shù)接近1。穩(wěn)壓精度優(yōu)于0.5%，模塊化組合高頻開關(guān)電源，使電信行業(yè)完整的電源技術(shù)上了一個(gè)新臺(tái)階。目前，國(guó)內(nèi)通過自主創(chuàng)新研發(fā)的開關(guān)電源企業(yè)有幾百家，已有十多家企業(yè)形成了自己的規(guī)模。國(guó)內(nèi)開關(guān)電源已經(jīng)占據(jù)了國(guó)內(nèi)的大部分市場(chǎng)，中興等大公司自主研發(fā)的一些電源產(chǎn)品得到了普遍認(rèn)可?？傊?，開關(guān)控制電源是電力企業(yè)電子商務(wù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展之必然產(chǎn)物，它的出現(xiàn)帶來了信息技術(shù)的革新，現(xiàn)在無論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，開關(guān)電源的發(fā)展已經(jīng)勢(shì)不可擋，開關(guān)電源在某些程度上取代傳統(tǒng)電源也是不可避免的。在電力電子的各種供電系統(tǒng)中，開關(guān)電源是核心。對(duì)于大型電解電鍍電源來說，傳統(tǒng)的電路太大太繁瑣，如果采用高頻開關(guān)電源技術(shù)，它的體積將大大減小，電源的利用效率也將極大的提高。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中，更是離不開開關(guān)電源的技術(shù)，通過持續(xù)改變用電的頻率，從而可以實(shí)現(xiàn)趨近于理想負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)內(nèi)部控制。在著眼于考慮體積和重量縮小的同時(shí)，綠色也更為重要，這主要有倆方面的含義，一是節(jié)能，節(jié)能可以減少對(duì)環(huán)境的污染。第二，電網(wǎng)也不能被污染。1.3主要任務(wù)本設(shè)計(jì)的開關(guān)電源是選取Forward電路為主拓?fù)洹⑦x用電流型控制芯片UC3842、以及抗電磁干擾的EMI濾波器、反饋網(wǎng)絡(luò)和整流濾波電路等模塊組成的單端正激式高頻開關(guān)電源。隔離變壓器中磁芯的尺寸、繞組匝數(shù)等參數(shù)的選擇也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，本設(shè)計(jì)擬采用面積乘積法。面積乘積法又叫作AP法，是通過磁芯的截面積和窗口面積的乘積來確定參數(shù)。開關(guān)電源變壓器的物理繞制方法也是至關(guān)重要的，一個(gè)好的繞組方式可以使電源的性能得到極大的改善，也可以降低成本節(jié)省資金。輸出濾波器電感的選擇關(guān)鍵因素就是把電感設(shè)計(jì)在電流連續(xù)模式工作，電容的選擇是由所需要的輸出紋波電壓峰值來決定。設(shè)計(jì)中還有電壓反饋電路的設(shè)計(jì)，這一部分的核心是一個(gè)稱為誤差放大器的高增益運(yùn)算放大器，它將基準(zhǔn)電壓和輸出的直流電壓的誤差放大并產(chǎn)生誤差信號(hào)。誤差放大器的設(shè)計(jì)有倆方面要考慮的，一方面要有很高的直流增益，另一方面，UC3842的外圍電路也很重要，主要是實(shí)現(xiàn)電壓采樣和反饋功能。第2章開關(guān)電源的基本工作原理直流-直流變流電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩烧{(diào)電壓的直流電，包括直接直流變流電路和間接直流變流電路［3］。一般情況下，我們通常研究間接直流變流電路。它是指在直流變流電路中增加了交流部分，通常用一個(gè)隔離變壓器起到隔離輸入輸出的的效果。本設(shè)計(jì)中的正激式變換電路即為Buck電路中加裝一個(gè)隔離變壓器，以實(shí)現(xiàn)電源的多路輸出。開關(guān)電源的模塊組成如圖2-1所示，一個(gè)脈寬調(diào)制的開關(guān)電源主要由七個(gè)模塊構(gòu)成：（1） EMI濾波器：通常是指由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波器，主要作用是對(duì)輸入信號(hào)中的電磁干擾起到一定的阻礙作用，阻礙高頻信號(hào)穿過。（2） 輸入整流濾波電路：將EMI濾波模塊輸出的交流電通過整流模塊變?yōu)橹绷麟姡⑶彝ㄟ^LC濾波電路對(duì)進(jìn)一步消除電網(wǎng)的電源間的干擾［3］。（3） DC-DC變換器：主要由倆部分組成一一隔離變壓器和功率管，它是整個(gè)開關(guān)電源的核心，將輸入的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的交流電輸入至輸出整流濾波模塊中。（4） 輸出整流濾波電路：將直流-直流變換器中輸出的高頻交流電變?yōu)橹绷麟姡⑶蚁盘?hào)中電磁和噪聲干擾。（5）采樣模塊：電壓采樣將采樣電壓和基準(zhǔn)電壓比較后的反饋量輸入控制芯片。（6）PWM控制模塊：包含芯片的外圍電路，控制模塊會(huì)產(chǎn)生PWM波形，通過反饋量可控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，從而達(dá)到輸出電壓的穩(wěn)定。⑺驅(qū)動(dòng)模塊：控制電路中輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以啟動(dòng)功率開關(guān)管工作的PWM控制信號(hào)，并將隔離控制電路和主電路，以防止功率開關(guān)管被擊穿從而影響控制電路工作，提高電路的安全性。AC輸出、圖2-1開關(guān)電源原理框圖開關(guān)電源常用的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在進(jìn)行開關(guān)電源設(shè)計(jì)時(shí)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選定與電源的各個(gè)部分的分布有關(guān)，即電源在何種環(huán)境下安全工作并且可以給負(fù)載提供的最大功率有緊密的聯(lián)系。每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都有自己優(yōu)缺點(diǎn)，有的拓?fù)湫矢?，有的拓?fù)涑杀镜土械耐負(fù)涞妮敵龉β视邢?。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有Buck電路、Boost電路、Foward電路、Flyback電路、推挽式電路、半橋電路、全橋電路等，下面介紹幾種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基本原理。2.2.1Buck電路Buck電路又稱降壓斬波電路，電路原理圖如圖2-2所示，電路的主要器件有開關(guān)管、續(xù)流二極管VD、儲(chǔ)能電感、濾波電容以及負(fù)載電阻R。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，儲(chǔ)能電感L開始充電，流經(jīng)電感的電流線性增加，同時(shí)給電容C充電，并且給負(fù)載R提供能量。開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，儲(chǔ)能電感通過續(xù)流二極管VD放電，電感電流線性減少，輸出電壓靠輸出濾波電容C放電以及減小的電感電流維持。圖2-2Buck電路原理圖2.2.2Boost電路Boost電路又稱升壓斬波電路，電路原理圖如圖2-3所示，它與Buck電路組成基本相同，使用的也是全控型器件。Boost變換器是最基本的反激式變換器，所謂反激式變換器是指功率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間將能量存儲(chǔ)在電感中，在功率開關(guān)截止時(shí)間將能量傳輸?shù)截?fù)載的變換器。假設(shè)升壓變換器中的L、C的值很大，開關(guān)管開通時(shí)，電源E向電感L充電，并且充電的電流基本恒定，同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，E和L共同向電容C充電并且向負(fù)載R提供能量。當(dāng)負(fù)載R上的輸出電壓等于電感電壓和電源電壓之和時(shí)，停止供電，此后如果負(fù)載R上的電壓開始下降時(shí)，則由電容給負(fù)載R供電以維持負(fù)載上的輸出電壓不變。圖2-3Boost電路原理圖2.2.3Forward(正激)電路正激式電路有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2-4所示是最為典型的一種。工作原理：開關(guān)S開通時(shí)，隔離變壓器繞組噸和與它相耦合的繞組嗎的電壓極性都是上正下負(fù)。此時(shí)的YD】處于通態(tài)，『玦斷態(tài)，電感L上的電流線性增加。開關(guān)S斷開時(shí)，電感L通過續(xù)流二極管『玨續(xù)流，并且VDi關(guān)斷，電感L上的電流開始下降。S關(guān)斷后隔離變壓器的勵(lì)磁電流經(jīng)繞組嗎和VD,流回電源，S關(guān)斷后承受的電壓為(2-1)式中：“繞組匝數(shù)對(duì)正激電路而言，S關(guān)斷后到下一次再開通的一段時(shí)間內(nèi)，必須將勵(lì)磁電流降為零，否則在接下來的開關(guān)周期內(nèi)，勵(lì)磁電流逐漸累積越來越大，這將導(dǎo)致變壓器的勵(lì)磁電感飽和。勵(lì)磁電感飽和后，勵(lì)磁電流更加迅速的增長(zhǎng)，最終會(huì)損壞電路中的開關(guān)元件。S關(guān)斷后勵(lì)磁電流降為零的這一過程稱為變壓器的磁芯復(fù)位，變壓器繞組嗎和二極管『玨組成復(fù)位電路。從開關(guān)S斷開到繞組昭的電流下降到零所需要的時(shí)間見式(2-2),S處于斷態(tài)的時(shí)間必須大于4k從而保證S下次開通前勵(lì)磁電流能夠降為零。圖2-4正激電路原理圖2.2.4Flyback反激式電路與正激式電路不同，反激式電路的中的變壓器充當(dāng)儲(chǔ)能元件，電路原理圖如圖2-5所所示。S開通后，VD處于斷態(tài)，繞組嗎的電流線性增長(zhǎng)，電感儲(chǔ)能也隨之增加；S關(guān)斷后，繞組噸的電流被切斷，變壓器中的磁場(chǎng)能量通過繞組嗎和VD向輸出端釋放。圖2-5反激式電路原理圖2.2.5幾種拓?fù)涞谋容^這四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，Buck電路和Boost電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸入輸出之間沒有隔離并且只能一路輸出，相對(duì)于帶隔離的變換電路，它們對(duì)輸入電壓的要求較小且成本低廉。正激式電路由于引入了隔變壓器，這極大地豐富了變換電路的種類和用途，并且體積較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。正激電路的輸出電壓紋波峰峰值比升壓變換器低，同時(shí)可以輸出較高的功率。符合本設(shè)計(jì)的要求，所以選用正激式電路為主拓?fù)洹?.3PWM開關(guān)電源的設(shè)計(jì)步驟PWM開關(guān)電源的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，一般采用模塊兒化的設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)過程分解為若干個(gè)部分，這樣可以使電源的設(shè)計(jì)更加容易些。PWM和諧振式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)總是先總體考慮，然后對(duì)電源各個(gè)部分分別設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行控制電路及其輔助電路的設(shè)計(jì)，最后對(duì)電源的性能做一些優(yōu)化。一般的脈寬調(diào)制電源設(shè)計(jì)步驟是：（1） 為產(chǎn)品選擇好合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2） 根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，完成電源的“黑箱”近似估計(jì)。其中包括半導(dǎo)體器件的功率損耗、峰值電流和峰值電壓（3） 變壓器的設(shè)計(jì)，包括匝數(shù)和磁芯材料的選擇等（4） 輸出濾波器和整流電路的設(shè)計(jì)（5） 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)（6） 控制電路的設(shè)計(jì)，包括選擇控制方式和控制IC（7） 反饋電路的設(shè)計(jì)（8） 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，根據(jù)要求設(shè)計(jì)過電壓過電流和緊急保護(hù)電路（9） 優(yōu)化設(shè)計(jì)，功率因數(shù)的校正，散熱器等V第3章正激式開關(guān)電源主電路設(shè)計(jì)單端正激式開關(guān)電源的主電路部分包括DC-DC變換器、高頻變壓器、功率開關(guān)管、濾波電容電感、EMI濾波電路等°DC-DC變換器上文已經(jīng)提到，選用正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。高頻變壓器是主電路部分的又一核心，它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)輸入輸出的隔離并且升高或降低經(jīng)脈寬調(diào)制以后的交流輸入電壓幅值，其性能也決定著開關(guān)電源的小型化和高頻等指標(biāo)。功率開關(guān)管的選擇影響著電源的安全性能和使用壽命，濾波電容決定著輸入開關(guān)電源的質(zhì)量°EMI濾波器主要作用是消除電路中的電磁干擾和噪聲干擾。3.1開關(guān)電源“黑箱”的考慮在剛開始設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮開關(guān)電源的一些參數(shù)，以便于提前選定實(shí)驗(yàn)板上的器件。將要設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)看作一個(gè)只有輸入輸出的黑箱，進(jìn)行一些參數(shù)估計(jì)。單端正激式開關(guān)電源技術(shù)指標(biāo)：%：+5V/1.2A+12V/1.5A-12v/1.5A+24A/2AV血:DC+300V輸出功率：『莎==1%必功餓=5VX1.2A+12VX1.5A+12VX1.5A+24VX2A=90W(3-1)nzP*犯卜g=輸入功率： 財(cái)如=。刷=]06wVV(3-2)平均輸入電流：m『饑=3OO=0.35A(3-3)3.2EMI濾波器開關(guān)電源中產(chǎn)生的高頻噪聲和輻射的消除也是設(shè)計(jì)中的重要部分，電磁干擾(ElectromagneticInterference)簡(jiǎn)寫為EMI,是指任何能中斷、阻礙、降低或限制通信電子設(shè)備的電磁能量。電源噪聲電磁干擾的一種，它的傳導(dǎo)噪聲的頻譜大約為1okHz-3oMHz,根據(jù)傳導(dǎo)方向的不同可分為倆大類，一種是電源進(jìn)線引入的外界干擾擾，3.2.1EMI濾波器的基本電路及分類電磁干擾濾波器的基本電路圖如圖3-2所示，該電路圖有五個(gè)端口一一倆個(gè)輸入端口、倆個(gè)輸出端口和一個(gè)接地端口。電路中還包含共模扼流圈L和濾波電容C1-C4。當(dāng)出現(xiàn)共模干擾時(shí)，因?yàn)閭z個(gè)線圈的磁通方向相同，經(jīng)過耦合后電感迅速增大，則對(duì)共模信號(hào)呈現(xiàn)很大的感抗，所以稱作共模扼流圈。L的電感值和EMI的額定電流有關(guān)，當(dāng)額定電流較大時(shí)，圖3-1電磁干擾濾波器基本電路單片開關(guān)電源一般采用單級(jí)EMI濾波器，一般有四種基本結(jié)構(gòu)，如圖3-3所示，圖a與圖b中的電容C都能濾除串模干擾，區(qū)別就是電容所接位置不同。圖c中的L、C1和C2的作用是濾除共模干擾，C3和C4濾除串模干擾，R為泄放電阻可將C3上積累的電荷泄放掉以避免因電荷積累而影響濾波特性。圖d是把濾波電容C3和C4接在輸出端，效果最佳。]Port/(c)(d)|圖3-2EMI濾波器四種基本結(jié)構(gòu)3.2.2EMI濾波器的設(shè)計(jì)￡本設(shè)計(jì)選用圖d所示電路，C1和C2采用的是薄膜電容器，范圍大約為0.01UF-0.47HF,主要用來消除串模干擾，C3和C4接在輸出端以抑制共模干擾。在確定濾波元件值時(shí)需要做一個(gè)假定，一個(gè)合理的假定是在開關(guān)電源的開關(guān)頻率處需要大約24#E的衰減，本設(shè)計(jì)的開關(guān)電源是250kHz，產(chǎn)生-24dB衰減的轉(zhuǎn)折頻率是日*-￡4兄=401口頑kHzXI口頑Vtt?八c=250 =62.8 (3-4)式中：兀一一希望得到的濾波器轉(zhuǎn)折頻率fsw電源的工作頻率假定線路阻抗是50Q,這個(gè)阻抗可以作為電抗性濾波器的阻尼原件。選擇阻尼因子：最小阻尼因子應(yīng)不低于0.707,低于此值將出現(xiàn)震振蕩，并在轉(zhuǎn)折頻率處衰減小于3打。L_.江_50X0.7Q7w件江踞湫毗=179皿(3-5)'"LSs*)*網(wǎng)=0.036仃(3-6)因此，電感L值為179NH,ci、C2取值為0.036NF，C3和C4取最低電容值2200叫。高頻變壓器的設(shè)計(jì)3.3.1面積乘積(AP)法高頻變壓器的常用方法有倆種，面積乘積(AP)法和Kg法。前者是先求出磁芯窗口面積與磁芯有效截面積由■的乘積AP(AP=AwX且弟稱為磁芯面積乘積)，根據(jù)AP值，通過查表找出所需磁性材料編號(hào)；后者是先求出幾何參數(shù)，查表找出磁芯編號(hào)，再進(jìn)行設(shè)計(jì)［6］。AP法公式推導(dǎo)由法拉第電磁感應(yīng)定律，一原邊匝數(shù)為叩P、副邊為應(yīng)'的變壓器，在原邊以電壓*開關(guān)工作時(shí)：g=(3-7)式中：尤——開關(guān)工作頻率(Hz)；——工作磁通密度(T)；且目 磁芯有效面積(m2)；Kf——波形系數(shù)，有效值與平均值之比，正弦波時(shí)為4.44，方波時(shí)為4；ATP=——勺JS晶r%磁芯窗口面積且問乘上使用系數(shù)稱為有效面積，該面積為原邊繞組應(yīng)p占據(jù)的窗口面積叩?與副邊繞組應(yīng)，占據(jù)的窗口面積“§義之和，K#w=%烏+叫北（3-9）式中：Ko——窗口使用系數(shù)；且;一一原邊繞組每匝所占用面積；磁芯窗口面積；忍——副邊繞組每匝所占用面積；又有：擔(dān)=3（3-10）<=7（3-11）整理式（3-7）（3-8）（3-9）（3-10）得,.（-Ui+H=———J（3-12）由式（3-11）得：J=Kj（AwAef（3-13）式中：給一一電流密度比例系數(shù);X—常數(shù)，由所用磁芯確定；式中：AP——為且W和&倆面積的乘積（如4）；PT——為％紅+*&變壓器的視在功率（巧）；式（3-22）表明鐵心的選擇就是選擇一合適的值，使它在輸送功率『丁時(shí)，銅損和鐵損引起的溫升在額定溫升之內(nèi)［6］。（1）變壓器視在功率的推導(dǎo)因線路結(jié)構(gòu)不同視在功率也不同，如圖3-3所示。（a）（b）（c）圖3-3/圖（a）所示的線路理想（耳=1）時(shí)，％=鳥+%=2R（3-15）玲=%+￥=%（［+9、玲=（1+6馬=%（〉歸）PT=2y/2Pt（3）窗口使用系數(shù)反。的確定K。是表示變壓器或電感器窗口面積中銅線實(shí)際占有的面積量，由導(dǎo)線截面積、匝數(shù)、層數(shù)、絕緣漆厚度及紋圈紋距決定。一般取值為0.4。玲=&沌&（3-21）

$=n匝路、之面積2可用窗口面積(3-23)，-,—可用窗口面?積窗口面積(3-24)可用窗口面積可用窗口面積+蹺組夠面積(3-25)(1)磁芯結(jié)構(gòu)常數(shù)磁芯結(jié)構(gòu)常數(shù)圖表3-1所示。表3-1各種磁芯結(jié)構(gòu)常數(shù)磁芯種類損耗 耳允許溫升25°C4允許溫升50°CX農(nóng)一般配線磁芯 電=瑋, 433632 -0.1733.84814.5鐵粉磁芯 電(》 403590-0.12 32.558.813.1金屬疊片鐵芯 電=阜 366534 -0.1241.368.219.7C型鐵芯電=改 323468 -0.14 39.266.617.9帶繞鐵芯單線圈395569-0.14 44.576.625.6帶繞鐵芯瑤=卩玨250365-0.13 50.982.3253.3.2變壓器相關(guān)參數(shù)的確定磁芯的選擇：磁性元件是開關(guān)電源中比必不可少的一部分，但因磁性材料的非線性、特性與溫度、頻率、氣隙的依賴性和不易測(cè)量性等，其工作情況較難完全掌握。開關(guān)電源變壓器的磁芯大都是低磁場(chǎng)時(shí)使用的軟磁材料，這種材料有著較高的磁導(dǎo)率，低的矯頑力和高電阻率。在一定線圈匝數(shù)時(shí)，磁導(dǎo)率若較高通過不大的激磁電流就能有較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則線圈就能承受較高的外加電壓，所以在輸出功率有要求時(shí)可適當(dāng)減小磁芯體積。磁芯矯頑力低時(shí)，磁滯回環(huán)面積小，則鐵損耗小。鐵氧體是一種軟磁材料，他是復(fù)合氧化物燒結(jié)體，有很高的電阻率，因此渦流損耗較小，并且適合在高頻時(shí)使用。結(jié)合磁芯材料在使用時(shí)的損耗和磁通密度，本開關(guān)電源選用錳鋅鐵氧體材質(zhì)的C型鐵芯，允許溫升為50°C。⑻變壓器視在功率『丁的確定：設(shè)用肖特基二極管其壓降嶺f=0.6V，由式3-20得歸丨%=(24+0.6)2(°蜀+1)=15"(3-26)⑼計(jì)算AP值：查表得C型鐵芯允許溫升25°C時(shí)，舟=468，牙=-0.14,取珞=0.4,每=4,5=0.25,E=250kHz,由式(3-14)得：_/p-j"xlQJiY+xiAP=( )E4=叫日4日25。日博曲,2泅4貌 =0.0184cm(3-27)加10%裕度，查表得型號(hào)為CL-2-E鐵芯，其參數(shù)為：爵=0.51蠟M￡T=4.5cmMFL=6.1cm應(yīng)滬=0.019蛔%=°.40。逐人曠1.26As=30.8(10)計(jì)算原邊繞組匝數(shù)(中心抽頭至倆端)由式3-8得，*.=《=300『_的；：■:;[ 3。1由：1。41 “兀序月，=4,2gW'E25E4O=30(3-28)因此，原邊繞組取30匝(11)計(jì)算原邊繞組電流[—「N4+D.6J：： ：*P河==0.17人(3-29)計(jì)算電流密度，依式3-16和表3-1有，灼=468,==-0.14,計(jì)算原邊繞組裸線面積，若電路中有中間抽頭，上須乘以0.707校正因素q_也XD—MD.IE)，頃=5143 =0.00023cm'(3-31)查找導(dǎo)線規(guī)格表的AWG規(guī)格表得最接近線號(hào)：AWG#33且*f=0.0002554cm=6748.6電=(MLT)O)鮑X1CF&計(jì)算原邊繞組電阻，=4.5><30><6748.6'1口=0.91A(3-32)計(jì)算原邊繞組損耗，=4玨急宜2><0.91=0.026*(3-33)確定24V副邊繞組匝數(shù)：=24+0.6=24.6(3-34)>TNpV：30X24.6虬=上旦牛=皿=2.46(3-35)取整3匝確定24V副邊繞組裸線面積，中間抽頭變壓器的上須乘以0.707校正因素，=5143=0.00275cm'(3-36)查表得最接近的AWG線號(hào)為AWG#22且御=0.003243cm'g=640.1即g=0.640XIO"3確定副邊繞組電阻：\風(fēng)=xio-6cm=4.5X3X640.1X1°=0.0086n(3-37)確定24V副邊繞組損耗：與綽=好乩=疽><0.0086=0.0344A(3-38)確定12V副邊繞組匝數(shù)：1/s'=12+0.6=12.6M(3-39)>Twl3QX12.&= =1.26(3-40)取整2匝確定12V副邊繞組裸線面積，中間抽頭變壓器的A須乘以0.707校正因素，=514,3=0.00206cn?(3-41)查表得最接近的AWG線號(hào)為AWG#23且御=0.002588cm'同cm=666確定12V副邊繞組電阻：風(fēng)=xio-6cm=4.5X2X666X1°=0.00599n(3-42)確定12V副邊繞組損耗；與綽=好乩=1芽A0.00599=0.0134A(3-43)確定5V副邊繞組匝數(shù)：1/s'=5+0.6=5.6V(3-44)N=墮￡'= =0.56(3-45)W/rC維普論文檢測(cè)系統(tǒng)IfIVIPPAPERC取整1匝確定5V副邊繞組裸線面積，中間抽頭變壓器的4須乘以0.707校正因素，q_1口:：3,頃【擊： ：：1如”斗7=514,3=0.00165cn?(3-46)查表得最接近的AWG線號(hào)為AWG#24%=0.002047品。誑=842.1確定5V副邊繞組電阻：死=(MLT)頃丁)竺乂10~6cm=4.5X1X842.1X1°=0.00379口(3-47)確定12V副邊繞組損耗；琮“=垢乩」逐乂0.00379=0.00546巧(3-48)確定-12V副邊繞組和反饋繞組12V副邊繞組與-12V副邊繞組取值是相同的，反饋繞組取值與24V副邊繞組取值相同，因此變壓器總銅耗(原邊加副邊),Pg=PPcu+旦g=0.026+0.0344X2+0.01348X2+0,00546=0.1272^(3-49)功耗驗(yàn)證計(jì)算在滿足效率亦允許的總功耗—300.6X0.3=1.84W(3-50)計(jì)算允許鐵耗外=玲一％=1.84-0.1272=1.7128如(3-51)計(jì)算熱阻，驗(yàn)證溫升是否符合設(shè)計(jì)要求，R=3. 36_珀"(。皿勺=」￥28.57°C(3-52)此時(shí)變壓器溫升為AT=玨'乂電=1.84乂犯刃=52.569°C(3-53)與設(shè)計(jì)指標(biāo)50°C相差不大，設(shè)計(jì)通過。3.4正激變換器的設(shè)計(jì)3.4.1單端正激變換器工作原理上一章已經(jīng)介紹過正激拓?fù)涞幕驹恚竟?jié)作更進(jìn)一步的闡述。單端正激變換器主回路電路圖如圖3-1所示，因?yàn)檎な阶儞Q器的隔離元件T1是個(gè)變壓器，因此輸出端的電感L作為能量的儲(chǔ)藏以及傳遞元件。當(dāng)耳導(dǎo)通時(shí)，原邊繞組接向電源咯，由同銘端得副邊繞組將能量傳遞到輸出端。此時(shí)設(shè)副邊電壓為虬'，則電感L內(nèi)的電流L線性增加，如式(3-54)所示，當(dāng)八關(guān)斷時(shí)，續(xù)流二極管D3和儲(chǔ)能元件L形成放能的回路，繼續(xù)對(duì)負(fù)載電阻提供能量。此時(shí)D3導(dǎo)通，若忽略玨管的壓降，則電感L上的電壓等于輸出電壓％,L上的電流將減少，如式(3-55)，_紋=也&L——導(dǎo)通時(shí)間與周期的比，即導(dǎo)通占空比咯——原邊繞組施加的電源電壓(V)3.4.2變換器輸出級(jí)電感的選擇變壓器輸出端的濾波電感的作用是當(dāng)開關(guān)管斷開時(shí)，能夠?yàn)樨?fù)載提供能。用式(3-57)確定輸出所需電感的最小值。式中:財(cái)gj——對(duì)應(yīng)的輸出端上整流器后的最高的峰值電壓輸出電壓T. .(estJ——估計(jì)的最大輸入電壓下，開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間1c-ut(-mifi)——預(yù)先知道的輸出端上負(fù)載最小電流則四路輸出電感的最小值為：24V輸出端電感最小值.f3Q-24J'X1.2As=1.57AH(3-58)±12v輸出端電感最小值'■ALiiCi-nciJ：)—Aciuf「口nfesfjhar<'2Q-12J1：：<1.2s口枇「minJ~~—tt=1心玷=4.57(3-59)[3]5V輸出端電感最小值tT'Mt」『口.兀「血t.jharfW-SJX1.2p.s''口utrmiii.J—~~r~n=i.x.z=3.57皿(3-60)3.4.3變換器輸出級(jí)電容的確定電容C的作用主要是減少輸出紋波電壓和存儲(chǔ)一定的能量，在正激電路和升壓式輸出級(jí)的中的濾波電容計(jì)算方法是相同的，僅僅是由電路所需要的輸出紋波的電壓峰峰值來決定。換言之，這個(gè)電壓就是疊加在輸出直流電壓上的交流三角波，對(duì)于本設(shè)計(jì)的正激式變換器而言，輸出紋波電壓一般峰峰值是30mV,但在升壓式變換器中，150mV的峰峰值是最為典型的。由式(3-11)可確定輸出電容的值。_ ,)I；1-日wiinJJrippEe?f'pk-pkJ式中：Egir 輸出端的額定電流值，單位Admin 在高輸入電壓下和輕載下所估計(jì)的最小占空比3k-泌'——期望的輸出電壓紋波峰峰值，單位v(1)24V輸出端濾波電容C (宙餉)一土怵63)(1-3部崩頑1-S5)=ggx3gF=133nF(3-62)±12V輸出端濾波電容CJmin,—Iout(皿ax)(1-Tniin)l,5x(l-0.5)-out'■-'ripple(pk-pk>=25岫X35=l□口(3-63)V輸出端濾波電容CJmin,—Iout(皿ax)(1-Tniin)i,2x(1-0.5)-out'■--ripple(pk-pk>=25。皿*3itaV=8口pF(3-64)3.4.4變換器的多路輸出本設(shè)計(jì)的開關(guān)電源為四路輸出，則需要增加變壓器的副繞組、電感和二極管(如圖3-5)。每個(gè)繞組將遵循正、反伏秒值相等的原則[4]。若負(fù)載在合理范圍時(shí)變化時(shí)，則輸出電壓不變，輔助輸出也不變，若將某一輸出負(fù)載降到線圈臨界電流以下，線路的輸出電壓將增加；如果沒有負(fù)載，則對(duì)應(yīng)變壓器的二次峰值電壓；如果負(fù)載為零，則只能添加一個(gè)固定電阻作為假負(fù)載，以確保電壓穩(wěn)定。多路輸出可以利用一個(gè)帶抽頭的副邊繞組，正半波時(shí)接到一組濾波器得到正輸出電壓；負(fù)半波接向另一組濾波器得到負(fù)載輸出電壓，此時(shí)正負(fù)輸出電壓共地。圖3-5多路輸出第4章控制電路和開關(guān)管的設(shè)計(jì)功率電路固然重要，保護(hù)功率電路的外圍電路對(duì)開關(guān)電源的正常運(yùn)行也至關(guān)重要。包括控制電路、檢測(cè)電路、緩沖電路等，這些電路對(duì)開關(guān)電源運(yùn)行的可行性和電氣性能都有影響。4.1控制電路的倆種類型一般的開關(guān)電源的控制電路包括誤差放大器、PWM發(fā)生電路、頻率輸出、輸出采樣電路和保護(hù)電路等，這些功能都被集成在一塊控制芯片中?？刂菩酒譃閭z種：電壓型控制和電流型控制。這倆種控制芯片沒有大的區(qū)別，電壓型控制芯片的機(jī)理時(shí)是芯片內(nèi)部的鋸齒波和誤差放大器輸出相比較從而產(chǎn)生PWM信號(hào)，電流型控制芯片的內(nèi)部沒有鋸齒波信號(hào)，是利用采集功率管的鋸齒波與誤差放大器相比較產(chǎn)生脈沖信號(hào)［6］。4.1.1電壓型控制芯片如圖4-1是電壓型控制器的方框圖，變換器的占空比只響應(yīng)輸出負(fù)載電壓的變化必須等到負(fù)載電壓有變化時(shí)才響應(yīng)，一般需要等待一個(gè)或多個(gè)周期，這是早期開關(guān)電源的控制方式。國(guó)產(chǎn)的電壓型控制集成電路有TL494、X3524和X3525等，國(guó)外的典型芯片是美國(guó)Unitrode公司的UCx525系列。圖4-1電壓型控制器框圖Vref+V|NOutputBVcGroundOutputAShutdownCompensation圖4-2UCx525引腳圖表4-1UCx525引腳功能引腳號(hào)引腳符號(hào)功能引腳號(hào)引腳符號(hào)功能1 INVInput誤差放大器反相輸入端 9Compensation補(bǔ)償端2NIInput誤差放大器同相輸入端10ShutDown關(guān)閉控制端3Sync外部同端11OutputA輸入A端OSCOutput振蕩器輸入端12Ground地5CT振蕩器電容端13輸出級(jí)電源端6振蕩器電阻端14OutputB輸出B端7Discharge放電端157-卜Lil 芯片電源端8SoftStart軟起動(dòng)端16*6/基準(zhǔn)端4.1.2電流型控制芯片如圖4-3是電壓和電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖，為一個(gè)雙環(huán)結(jié)構(gòu)。輸入電流調(diào)節(jié)的電感電流是鋸齒形，將這個(gè)鋸齒波和誤差電壓進(jìn)行比較，用來作為占空比的調(diào)節(jié)。輸出電壓也需要穩(wěn)定輸出，因此還需電壓采樣。電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，電壓環(huán)為外環(huán)。將整個(gè)變換器分為倆個(gè)環(huán)形控制，電流控制環(huán)的電流來自濾波電感或功率開關(guān)管中的電流，外環(huán)為電壓控制環(huán)，將輸出電壓進(jìn)行采樣。在電路中，它不僅能對(duì)負(fù)載電流的變化作出反應(yīng)，而且能對(duì)負(fù)載電壓的變化作出反應(yīng)它的主要特點(diǎn)是：電壓控制回路的電壓設(shè)置一個(gè)閾值，電流內(nèi)環(huán)在該閾值內(nèi)設(shè)置開關(guān)或主電路的峰值電流。輸出電流和功率開關(guān)管或?yàn)V波電感中的電流成比例，因此電路具有電流限制。與電壓模式相比，電流模式具有更好的電網(wǎng)調(diào)節(jié)和負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。圖4-3電壓和電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)如圖4-3所示是電流控制型電源的原理圖，采樣電阻上的波形實(shí)際上變壓器原邊繞組的電流波形，是一種三角波。誤差放大器的倆個(gè)輸入分別是基準(zhǔn)信號(hào)和輸入電壓反饋信號(hào)，由此決定輸入電壓的值。圖4-3電流控制型電源的原理圖UC3842X作原理UC3842是美國(guó)Unitrode公司生產(chǎn)的一種單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制芯片，它的集成電路具有可微調(diào)的振蕩器、溫度補(bǔ)償器、電流采樣電路、誤差放大器等［8］。是驅(qū)動(dòng)功率管的良好芯片，有著良好的功能特性：（1）工作電壓8~40v（2）電流傳感和電壓反饋輸入-0.325.5（3） 欠壓鎖存功能（4） 占空比可調(diào)（5） 最高開關(guān)頻率500kHz，電源效率高（6） 內(nèi)部有高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)電壓源5穩(wěn)定性能好，啟動(dòng)電流小于O.imA,正常工作電流15mA4.2.1UC3842基本介紹如圖4-4所示是UC3842的引腳排列圖，UC3842的封裝有8腳和14腳倆種，本設(shè)計(jì)選取8腳，表4-2是各引腳功能圖。補(bǔ)償端［U2國(guó)基準(zhǔn)端反饋端|T］ 巨］電源端電流檢測(cè)端巨］叵1輸出端振蕩器電阻171和電容端旦國(guó)地圖4-4UC3842引腳圖由如圖4-5的UC3842內(nèi)部電路框圖可知，內(nèi)部主要由控制占空比的諧振器、降壓器、電流測(cè)定比較器、PWM鎖存器、誤差放大器和基準(zhǔn)電壓源。圖4-5UC3842內(nèi)部電路框圖表4-2UC3842引腳功能引腳號(hào)引腳符號(hào)功能引腳號(hào)引腳符號(hào)功能COMP補(bǔ)償端5GND地"朗反饋電壓輸入端6OUTPUT輸出端h-ENCE電流檢測(cè)段7 電源輸入端HT/CT振蕩器電阻和電容端8 基準(zhǔn)端4.2.2工作原理（1） 工作電源和基準(zhǔn)電壓引腳7為耳供電電源，引腳8是上基準(zhǔn)電壓°UC3842的上限電壓是16V,下限電壓是10V，當(dāng)輸入電壓高于上限電壓，則參考電源開始工作，同時(shí)向內(nèi)部電路供電，與此同時(shí)引腳8輸出參考電壓％=5V,芯片工作時(shí)耗電約為15mA。如果輸入電壓低于下限電壓，輸出電壓A=0V,內(nèi)部供電切斷，輸入僅流過備用電流，且小于1眼4。此時(shí)最大輸入電壓不能超過24V，此時(shí)由內(nèi)部的穩(wěn)壓管限幅。（2） 誤差放大器如圖4-6是誤差放大器的原理圖，"fb稱為放大器的反相輸入端，引腳2是電壓反饋端并且電壓檢測(cè)信號(hào)直接接到引腳2。同相輸入端內(nèi)部是2.5V的基準(zhǔn)電壓。引腳1時(shí)補(bǔ)償端口COMP，也是誤差放大器的輸出端，若輸入輸出不隔離，引腳1和引腳2之間接閉環(huán)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)勺勺一般是RC阻容網(wǎng)絡(luò)，用來消除電路中產(chǎn)生的一些振蕩。2.5V/NZiUf誤差放大器補(bǔ)償U(kuò)Cx842/3/4/5f；：：M1當(dāng)磚V5碩時(shí)， stAt(4-1)當(dāng)磚＞5及員時(shí)，"丁，取磚=7.5碩，&=2200戶卜，則所的=104及我(4-2)"RtRt/Ct,.4,UCx842/3/4/5GND.5GND圖4-7振蕩器設(shè)定電路(6)電流檢測(cè)電路如圖4-8所示的電流檢測(cè)電路，引腳3是史琲修電流檢測(cè)端，所檢測(cè)的電流波形是鋸齒波，與誤差放大器的誤差電I-—n廠 s-msxn-壓進(jìn)行比較。％和&組成濾波電路，比較電壓為1V,檢測(cè)電流的最大值是 珞OPA—￥圖4-8電流檢測(cè)電路(7)工作波形如圖4-9所示是UCx842/3/4/5的主要波形圖，前面提到，當(dāng)電路的供電電壓生小于欠壓下限時(shí)，電路只流過小于im『的備用電流。當(dāng)供電電壓高于欠壓的上限時(shí)，內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)電壓通過玲給烏充電，電容的電壓按指數(shù)規(guī)律迅速上升。接著上升到上限電壓時(shí)，與電壓型控制芯片一樣，內(nèi)部的比較器發(fā)生反轉(zhuǎn)，晶體管導(dǎo)通，電容開始放電。當(dāng)放電到電容的下限時(shí)，內(nèi)部的觸發(fā)器開始反轉(zhuǎn)，晶體管截止，電容再次充電，振蕩器開始往復(fù)振蕩。每次放電時(shí)發(fā)出一個(gè)振蕩頻率的脈沖OSC。圖4-9UC3842的工作波形UC3842外圍電路的設(shè)計(jì)UC3842的外圍電路包括頻率設(shè)定、啟動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)、反饋補(bǔ)償電路和供電電路。如圖4-10所示是外圍整體電路圖。GXD圖4-10外圍電路圖4.3.1振蕩頻率的設(shè)定振蕩頻率設(shè)定如圖4-11所示。UC3842的輸出頻率等于振蕩器的振蕩頻率，振蕩頻率由芯片上引腳4的磚和弓來決定，值為：1.72f怕HTCT在一些實(shí)際應(yīng)用中，UC3842系列的控制器的工作頻率最高可以達(dá)到500及日氣但為了使變換器更穩(wěn)定的工作，若驅(qū)動(dòng)的是功率管MOSFET，頻率一般不超過250*日￡,若驅(qū)動(dòng)的是雙極型晶體管，頻率一般則在40左丑變以下。還需要綜合考慮損耗，電源頻率越高，開關(guān)的損耗越大，則效率降低。因此本設(shè)計(jì)頻率設(shè)為250RHz，&丁為電路中的，取值100K，°丁為電路中的&2。C1272uFIIR7100K圖4-11頻率設(shè)定電路4.3.2啟動(dòng)電路和芯片供電電路輔助和啟動(dòng)給集成控制電路以及功率開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路提供工作電壓，這種電路又稱為自啟動(dòng)電路。自啟動(dòng)電路在開關(guān)電源工作過程中極易發(fā)生損壞，因此至關(guān)重要。如果直流輸入電壓高于20V，輸入電壓不能直接向控制IC和功率開關(guān)供電，要采用啟動(dòng)/輔助電源電路。每個(gè)電路的主要功能是用串聯(lián)或分流的線性電源的集成電路和功率開關(guān)提供穩(wěn)定的電壓。電源正常工作時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流很大，因此選擇變壓器的一邊繞組供電，這樣可以降低功率損耗。A15和&18到儲(chǔ)能和濾波的作用，因?yàn)閁C3842的驅(qū)動(dòng)功率較大，因此氏場(chǎng)10K，取480町。4.3.3電壓反饋補(bǔ)償電路電壓反饋的主要功能是使輸出電壓保持在穩(wěn)定值，反饋環(huán)的主要部分是一個(gè)高增益的誤差放大器，它的作用是將基準(zhǔn)電壓和輸出電壓的誤差放大，并且產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)。輸出電壓在輸入到誤差放大器前要進(jìn)行分壓。誤差放大器有倆個(gè)主要問題：一是要有很高的直流增益來改善輸出負(fù)載調(diào)節(jié)性能，二是要有很高的高頻響應(yīng)特性來提高負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。前者是指被檢測(cè)的輸出端的負(fù)載改變時(shí)，輸出電壓的偏離程度后者是指當(dāng)輸出端的負(fù)載發(fā)生跳變時(shí)，輸出電壓恢復(fù)到原值的快慢。本設(shè)計(jì)為多路輸出，輸出端的交叉調(diào)整性也是一個(gè)重要問題，為了改善此問題，可以來檢測(cè)多個(gè)輸出電壓解決。多端輸出檢測(cè)是通過分壓器上的倆個(gè)電阻并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)的，如圖4-12所示，本設(shè)計(jì)的三個(gè)電阻分別接不同的輸出端。齒2kQ皆9kQ占6kQ『『『溢％PCIZLi| 14.4pF?圖4-12電壓反饋電路輸入電壓有時(shí)還會(huì)造成控制器損壞，需要用到反饋隔離。電氣隔離主要有光隔離和電磁隔離倆種。本設(shè)計(jì)選用光耦合隔離T