1、本文由圖個(gè)鳥(niǎo)貢獻(xiàn) doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 系 專 班 別： 業(yè)： 號(hào)： 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)電一體化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： * * * 設(shè) （ 文 題 ： 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 計(jì)論 ）目 指 導(dǎo) 教 師： 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn)： 起 迄 日 期： * * * 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 10.7.2 10.8.20 1 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 專業(yè) 一、課題名稱： 班級(jí) 姓名 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 二、課題應(yīng)達(dá)

2、到的要求： (1 通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，闡述開(kāi)關(guān)電源的一些基本知識(shí)以及它們?cè)谌粘Ｉ钪械膽?yīng)用 (2 開(kāi)關(guān)電源的基本原理和它的發(fā)展趨勢(shì)，以及它們?cè)谌粘Ｉ钪械膽?yīng)用 (3 高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化 三、主要工作內(nèi)容 (1 闡述開(kāi)關(guān)電源的一些基本知識(shí)以及它們?cè)谌粘Ｉ钪械膽?yīng)用 (2 以具體的實(shí)例和圖表等來(lái)闡述開(kāi)關(guān)電源的原理、高頻化以及怎樣解決在日常生活中 出現(xiàn)的問(wèn)題 四、主要參考文獻(xiàn)： 1 2 3 4 5 6 葉慧貞，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源.M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1993 楊志民，杜文廣,董銀虎.開(kāi)關(guān)電源的尖峰干擾及其抑制.電源技術(shù)應(yīng)用M，20008 錢照明，開(kāi)關(guān)電源的 EMC 設(shè)計(jì)J.電源

3、世界，2002 (3:4650 張占松，蔡宣三編著.開(kāi)關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)M.北京:電子工業(yè)出版社，1998 王淑蘭，開(kāi)關(guān)電源的噪聲抑制J.電子技術(shù)，1991 朱文立，開(kāi)關(guān)電源的電磁騷擾抑制技術(shù)J.電子質(zhì)量，2002 學(xué) 生（簽名） * * * 年 年 年 年 月 月 月 月 日 日 日 日 指 導(dǎo) 教師（簽名） * * * 教研室主任（簽名） 系 主 任（簽名） 2 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 摘 要：本文介紹一種以 KA3525 作為控制核心，根據(jù) KA3525 的應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于該電流型 PWM 控制芯片、實(shí)現(xiàn)輸出電 壓可調(diào)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制開(kāi)

4、關(guān)晶體管開(kāi)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(kāi) 關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）和 MOSFET 構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和 線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增 長(zhǎng)速率各異。開(kāi)關(guān)電源比普通的線性電源效率高，開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與 應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。 關(guān)鍵詞：KA3525、開(kāi)關(guān)電源、PWM 關(guān)鍵詞 目錄 緒論3 第一章 開(kāi)關(guān)電源介紹1 11 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展史2 111 國(guó)際發(fā)展?fàn)顩r3 112 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況4 12 開(kāi)關(guān)電源優(yōu)缺點(diǎn)5 121 開(kāi)關(guān)電源優(yōu)點(diǎn)6 122 開(kāi)關(guān)電源缺點(diǎn)7 第二章 開(kāi)關(guān)電源種類8 2. 1 按激勵(lì)方式劃分9 按

5、調(diào)制方式劃分1 按功率開(kāi)關(guān)的類型劃分2 按功率開(kāi)關(guān)的連接方式劃分3 按輸入和輸出電壓的大小劃分4 按工作方式劃分5 按電路結(jié)構(gòu)劃分6 2. 2 23 24 25 26 27 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)7 3.1 3.1.1 3.1.2 主電路的整體簡(jiǎn)介8 它激型推挽式電路工作原理9 驅(qū)動(dòng)電路1 3 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 KA3525 工作原理2 死區(qū)時(shí)間設(shè)置3 檢測(cè)電路4 參數(shù)設(shè)計(jì)5 3.2.1 輸入濾波電容6 3.2.2 原副邊變比7 3.2.3 輸出濾波電容的選擇7 第四章 實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題及解決方法8 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 4 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及

6、發(fā)展趨勢(shì) 緒論 電子技術(shù)的高速發(fā)展，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(kāi)可靠的電源，進(jìn)入 90 年代開(kāi)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、電力檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地 使用了開(kāi)關(guān)電源，更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電子 技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)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(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）和 MOSFET 構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源 相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。開(kāi)關(guān)電 源比普通的線性電源效率高，開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保 護(hù)

7、環(huán)境方面都具有重要的意義。 開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化，并使開(kāi)關(guān)電 源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)關(guān)電源比普通線性電源體積小，輕便化，更便于攜 帶。 第一章 11 111 開(kāi)關(guān)電源介紹 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展史 國(guó)際發(fā)展歷史 1955 年，美國(guó)的科學(xué)家羅耶首先研制成功了利用磁心的磁飽和來(lái)進(jìn)行自激 振蕩的晶體管直流變換器。20 世紀(jì) 60 年代末，由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展，高 反壓、大電流的功率開(kāi)關(guān)晶體管出現(xiàn)，從此，直流變換器就可以直接由工頻電網(wǎng) 電壓經(jīng)整流、濾波后輸入供電，終于將體積大、重量重、效率低的工頻降壓變壓 器甩掉了，從而迅速地?cái)U(kuò)大了它的應(yīng)用范圍，在此基礎(chǔ)上誕生了無(wú)工頻變

8、壓器的 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。 目前面臨四個(gè)困難： （1）隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展以及集成度高、功能強(qiáng)的大 規(guī)模集成電路的不斷出現(xiàn)，電子設(shè)備的體積在不斷地縮小，重量在不斷地減輕， 內(nèi)部功率損耗在不斷地減小。因此開(kāi)關(guān)電源的小型化、微型化、模塊化就成了技 術(shù)人員研究和探討 的核心。 （2）開(kāi)關(guān)電源的效率與功率開(kāi)關(guān)的變換速度成正比，要進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)電源 5 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 的轉(zhuǎn)換效率，就必須提高其工作頻率。但是，當(dāng)工作頻率提高以后，對(duì)整個(gè)電路 中的元器件又有了新的要求。例如，高頻電容、儲(chǔ)能電感等新問(wèn)題。 （3）開(kāi)關(guān)電源電路中的功率開(kāi)關(guān)工作在頻率較高的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其高頻電壓和 電流就

9、會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的尖峰干擾和諧振噪聲。隨著開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展，雖然這些缺點(diǎn) 得以改進(jìn)， 但是在一些對(duì)輸出穩(wěn)定度和輸出紋波要求較高的精密電子測(cè)量?jī)x器和 儀表中，卻不能得到使用。所以，克服開(kāi)關(guān)電源的這一缺點(diǎn)，進(jìn)一步提高它的輸 出穩(wěn)定度和降低它的輸出紋波電壓，擴(kuò)大它的適用范圍，就成了第三個(gè)困難。 （4）尋求新的驅(qū)動(dòng)方式和新的功率開(kāi)關(guān)去解決驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通的上升時(shí)間內(nèi)損耗、 驅(qū)動(dòng)關(guān)斷的下降時(shí)間內(nèi)的損耗、 導(dǎo)通后由于管壓降不能為零而產(chǎn)生的損耗和關(guān)斷 后由于漏電流不能為零而引起的損耗這將成為第四個(gè)困難。 隨著科技人員不斷努力探索， 終于研制出了具有零流關(guān)斷和零壓開(kāi)通的復(fù)合 ，綜合性能優(yōu)勢(shì)在門極驅(qū)動(dòng)與保 功率開(kāi)關(guān) IGBT（

10、芯片：IXDN404、SIE20031） 護(hù)。這種復(fù)合功率開(kāi)關(guān) IGBT 把晶體管和 MOSFET 管的優(yōu)點(diǎn)集于一體，既具有 MOSFET 管的輸入驅(qū)動(dòng)所需功率非常小的輸入特性，又具有晶體管的導(dǎo)通后管 壓降非常小的輸出特性。解決如上不少的難題，實(shí)現(xiàn)了突破性的進(jìn)展。 112 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況 我國(guó)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)開(kāi)始于 20 世紀(jì) 60 年代初期，到 60 年代 中期進(jìn)入了實(shí)用階段。70 年代初期開(kāi)始設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)無(wú)工頻降壓變壓器的 開(kāi)關(guān)電源。1974 年研制成功了我國(guó)第一臺(tái)工作頻率為 10kHZ、輸出直流電壓為 5V 的無(wú)工頻降壓變壓器的開(kāi)關(guān)電源。雖然這些年取得了進(jìn)步但和發(fā)達(dá)國(guó)家相比

11、我們的技術(shù)還很落后。由于我國(guó)的半導(dǎo)體技術(shù)與工藝跟不上時(shí)代發(fā)展，導(dǎo)致我們 自己研制和生產(chǎn)的無(wú)工頻降壓變壓器的開(kāi)關(guān)電源關(guān)鍵器件，如開(kāi)關(guān)晶體管，高頻 開(kāi)關(guān)變壓器磁性材料都是國(guó)外的。因此，我們最根本的問(wèn)題是要提高我國(guó)的半導(dǎo) 體技術(shù)和工藝。 1 . 2 開(kāi)關(guān)電源優(yōu)缺點(diǎn) 1. 2. 1 優(yōu)點(diǎn)： （1） 內(nèi)部功率損耗小，轉(zhuǎn)換效率高。 （2） 體積小，重量輕。 （3） 穩(wěn)壓范圍寬，線性調(diào)整率高。 6 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) （4） 濾波效率大為提高，濾波電容的容量和體積大為減小。 （5） 電路形式靈活多樣。 與線性穩(wěn)壓電源相比，其工作頻率比線性電源工頻高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)， 開(kāi)關(guān)電源比普通的線性電源效率高。

12、由于線性電源功率管工作在線性區(qū)， P=UI 由 得 ，隨著 I 越來(lái)越大功率就越大。而開(kāi)關(guān)電源工作在開(kāi)、關(guān)兩種狀態(tài)，當(dāng)電阻很 小時(shí)為開(kāi)，當(dāng)電阻很大時(shí)為關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電流很??；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電壓 很小，所以發(fā)熱功率 UI 就會(huì)很小。這就是開(kāi)關(guān)電源效率高的原因。 1. 2. 2 缺點(diǎn)： （1）存在較嚴(yán)重的開(kāi)關(guān)噪聲和干擾 （2）電路復(fù)雜，不便于維修 （3）成本高，可靠性低 第二章 21 開(kāi)關(guān)電源種類 按激勵(lì)方式劃分 （1） 它激式開(kāi)關(guān)電源電路。這種形式電路具有工作穩(wěn)定、可靠和便于控制的優(yōu) 點(diǎn)。一般應(yīng)用于大功率和超大功率輸出場(chǎng)合。 圖 2-1 （2） 自激式開(kāi)關(guān)電源電路。該電路中的功率開(kāi)關(guān)管既作功

13、率開(kāi)關(guān)，又作 PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生的振蕩管。具有內(nèi)部損耗小，轉(zhuǎn)換效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于 小功率和中功率輸出場(chǎng)合。 7 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 圖 2-2 22 按調(diào)制方式劃分 （1） 脈寬調(diào)制型開(kāi)關(guān)電源 （2） 頻率調(diào)制型開(kāi)關(guān)電源 （3） 混合型開(kāi)關(guān)電源 23 按功率開(kāi)關(guān)的類型劃分 （1） 晶體管型開(kāi)關(guān)電源。優(yōu)點(diǎn)是功率開(kāi)關(guān)飽和導(dǎo)通后，管子開(kāi)關(guān)損耗較小。缺 點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)功率與輸出功率成正比，不宜用在大功率場(chǎng)合。 圖 2-3 （2） 可控硅型開(kāi)關(guān)電源。優(yōu)點(diǎn)是可直接輸入工頻電網(wǎng)電壓，成本低；缺點(diǎn)：電 磁輻射污染較大。 （3） MOSFET 型開(kāi)關(guān)電源。該電路用 MOSFET 作為功率開(kāi)關(guān)，其

14、特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng) 功率小，可以輸出大功率和超大功率。 8 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 圖 2-4 （4） IGBT 型開(kāi)關(guān)電源。該電路采用 IGBT 復(fù)合功率模塊作為功率開(kāi)關(guān)，把晶 體管型和 MOSFET 型開(kāi)關(guān)電源優(yōu)點(diǎn)集于一身。 24 按功率開(kāi)關(guān)的連接方式劃分 （1） 單端正激式開(kāi)關(guān)電源。 圖 2-5 （2） 單端反激式開(kāi)關(guān)電源。 圖 2-6 （3） 推挽式開(kāi)關(guān)電源。 9 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 圖 2-7 （4） 半橋式開(kāi)關(guān)電源。 圖 2-8 （5） 全橋式開(kāi)關(guān)電源。 10 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 圖 2-9 25 按輸入和輸出電壓的大小分類 (1升壓式開(kāi)關(guān)電源 圖 2-10 升壓

15、式開(kāi)關(guān)電源 (2降壓式開(kāi)關(guān)電源 (3輸出極性反轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)電源 26 按工作方式分類 (1可控硅整流型開(kāi)關(guān)電源 (2斬波型開(kāi)關(guān)電源 (3隔離型開(kāi)關(guān)電源 27 按電路結(jié)構(gòu)分類 (1分立式開(kāi)關(guān)電源 (2集成式開(kāi)關(guān)電源 第三章 31 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主電路的整體簡(jiǎn)介 11 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 本論文采用的是它激式推挽電路，脈沖由專用芯片 KA3525 提供。 為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，完成設(shè)計(jì)要求，采用模塊化結(jié)構(gòu)。我采用電路是由 PWM 集成塊 KA3525 組成的激勵(lì)變 換部分和開(kāi)關(guān)管組成的它激型推挽式電路，電路結(jié) 構(gòu)如下:圖 3- 1 主電路整體結(jié)構(gòu)圖 12腳通過(guò)電阻接到16腳，給定恒定電位，作為誤差放

16、大器的同相輸入端。 2 1腳是接的反饋，由負(fù)載輸出反饋和給定統(tǒng)一決定1腳電位，并和9腳相接，達(dá) 到調(diào)節(jié)電壓的目的。 3 5腳的電容和6腳的電阻共同決定了輸出脈沖的頻率。5腳和7腳之間的電阻決 定了死區(qū)時(shí)間。 4）11腳和14腳是兩路輸出脈沖。 5 13腳和15腳接的是15V工作電源，12腳接地。 68 腳接軟啟動(dòng)。 311 它激型推挽式電路工作原理 它激型推挽式電路實(shí)際上是由兩個(gè)單端正激式變換電路組成的， 只是它們工 作時(shí)相位相反。在每一個(gè)工作周期內(nèi)，兩組功率開(kāi)關(guān)輪換交替導(dǎo)通和截止，在各 自導(dǎo)通的半個(gè)周期內(nèi)，分別把輸入電源的能量傳輸給負(fù)載系統(tǒng)。 12 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) （a） (b

17、 圖3-2 它激型推挽式直流變換器電路 （a）基本電路 （b）各點(diǎn)工作波形 由于線圈的電流不可能突變，所以Ic1上的電流是緩慢上升。如（a）所示 Uec1=-Ui。由同名端所感應(yīng)的電流的相同，所以線圈原副兩邊的電流同為上正下 負(fù)，又由于電磁感應(yīng)知識(shí)所知，線圈總是阻止它的發(fā)展方向，所以副邊產(chǎn)生的感 應(yīng)電流下正上負(fù)，則VD1截止，VD2通。 3 1 2 驅(qū)動(dòng)電路 13 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 在選擇開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，本電源主功率管選用的是電壓型驅(qū)動(dòng)方式的 MOSFET，每個(gè)橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管 180 互補(bǔ)導(dǎo)通，每個(gè)橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電 路相互隔離。如果要驅(qū)動(dòng)功率較大的 MOSFET，控制

18、芯片的驅(qū)動(dòng)能力就顯得不夠 了，那么可以將控制芯片的驅(qū)動(dòng)信號(hào)加以功率放大。 場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor 縮寫(FET）簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。一 般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導(dǎo) 電,因此稱為雙極型晶體管,而 FET 僅是由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電,它與雙極型相反, 也稱為單極型晶體管。 它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件， 具有輸入電阻高、 噪聲小、 功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒(méi)有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)。 場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較 1. 場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件，而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號(hào)源取 較少電流的情況下，應(yīng)選用場(chǎng)效

19、應(yīng)管；而在信號(hào)電壓較低，又允許從信號(hào)源 取較多電流的條件下，應(yīng)選用晶體管。 2. 場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電，所以稱之為單極型器件，而晶體管是即有 多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。 3. 有些場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用，柵壓也可正可負(fù)，靈活性比晶體 管好 。 4. 場(chǎng)效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作，而且它的制造工藝可以很 方便地把很多場(chǎng)效應(yīng)管集成在一塊硅片上，因此場(chǎng)效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路 中得到了廣泛的應(yīng)用。 5. 場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)速度快,沒(méi)有雙極型三極管的電流拖尾現(xiàn)象,但導(dǎo)通電阻比雙極 型三極管大,電流也沒(méi)雙雙極型大(同級(jí)別相對(duì)而言.不過(guò)現(xiàn)在現(xiàn)在的場(chǎng)效應(yīng)

20、管在導(dǎo)通電阻和通過(guò)電流方面已經(jīng)有相當(dāng)大的改進(jìn)了,用于開(kāi)關(guān)電源性能優(yōu) 于雙極型三極管.只不過(guò)實(shí)際使用時(shí)考慮到價(jià)格和性能要求,不用場(chǎng)效應(yīng)管也 可以. 在大功率應(yīng)用中，MOSFET 比雙極型晶體管廣泛，這是因?yàn)樗请妷候?qū)動(dòng)型 開(kāi)關(guān)，漏電流小，且管耗低。 綜上考慮，選擇了如下驅(qū)動(dòng)電路： 14 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 圖 3-3 上述電路中 R5，R6，R7，R8 四個(gè)電阻是作用是使電路均衡，緩沖和保護(hù)限 流作用。四個(gè)開(kāi)關(guān)的作用是在飽和時(shí)驅(qū)動(dòng)能力更強(qiáng)。電容 C6 和電阻 R9 的作用是 濾去高頻部分，防止高頻振蕩。 313 KA3525 工作原理 圖 3-4 KA3525是采用電流模式控制方式的集

21、成PWM控制器。在KA3525內(nèi)部采用精度 為士1%的5.1V 基準(zhǔn)源. KA3525采用電壓模式控制，它內(nèi)部的振蕩器輸出的時(shí)鐘 信號(hào)RS觸發(fā)器，形成PWM信號(hào)的上升沿，使主電路的開(kāi)關(guān)開(kāi)通。誤差放大器EA的 15 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 輸出信號(hào)同振蕩器輸出的三角波信號(hào)相比較，當(dāng)三角波的瞬時(shí)值高于EA的輸出 時(shí)，PWM比較起翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，形成PWM信號(hào)的下降沿，使主電路的開(kāi) 關(guān)關(guān)斷。RS觸發(fā)器輸出的PWM信號(hào)的占空比為0一100%，考慮到死區(qū)時(shí)間的存在， 最大占空比通常為90%一95%.T觸發(fā)器作用是分頻，將RS觸發(fā)器的輸出分頻，得到 占空比為50%的頻率為振蕩器頻率的1/2

22、的方波。將T觸發(fā)器輸出的這兩路互補(bǔ)的 方波同RS觸發(fā)器輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行“或”運(yùn)算，就可以得到兩路互補(bǔ)的占空比 為0一50%的PWM信號(hào)。 314 死區(qū)時(shí)間設(shè)置 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，MOSFET 開(kāi)關(guān)功率管經(jīng)常燒壞，是由于兩組功率管同時(shí)導(dǎo)通 時(shí)，功率開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)繞組一個(gè)給磁心正向激磁，另一個(gè)給磁心反向激磁，相 互抵消。這樣一來(lái)，功率開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)無(wú)感應(yīng)電壓產(chǎn)生，輸出端無(wú)直流電壓 流出；而且，功率開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)的兩個(gè)對(duì)稱繞組將輸入直流電源電壓直接短路 到兩只功率開(kāi)關(guān)的集電極發(fā)射極之間，使集電極峰植電流急劇增加，嚴(yán)重時(shí)兩 只功率開(kāi)關(guān)同時(shí)電流擊穿而被損壞。 產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題的原因除了功率開(kāi)關(guān)所在的存 儲(chǔ)

23、時(shí)間以外，還有一個(gè)就是死區(qū)時(shí)間不夠。 (a 16 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) （b） 圖 3-5 （a）產(chǎn)生共態(tài)導(dǎo)通現(xiàn)像（b） 各點(diǎn)的波形 為解決如上圖所示的死區(qū)時(shí)間的問(wèn)題，我們使用 KA3525 芯片，其 7 腳 DISCHAGE 是控制死區(qū)時(shí)間。如圖 3-2 所示，在它和 5 腳上分別接上不同的電阻 R2 和電容 C1 就可以設(shè)置不同的死區(qū)時(shí)間。 315 檢測(cè)電路 圖 3-6 如上檢測(cè)電路所示，當(dāng) T1 的原邊沒(méi)有電流時(shí)，副邊也沒(méi)有電流渡過(guò)，這時(shí)二極 管 D1 和 D3 反向擊穿，給磁環(huán)去磁，使磁環(huán)磁復(fù)位。RC 濾波環(huán)節(jié)，用來(lái)濾除電 流尖峰。 該電路簡(jiǎn)單可靠， 損耗極小， 成本低廉。 反

24、饋端， Ref 反饋信息送到 KA3525 的 1 腳比較后，控制其脈寬大小，最后控制輸出電壓。也就是當(dāng)反饋端檢測(cè)的電 17 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 壓變大時(shí)，送回 1 腳比較之后，使其輸出脈寬變窄，輸出電壓也就變小，這樣就 達(dá)到穩(wěn)壓保護(hù)的目的。 3 2 2 參數(shù)設(shè)計(jì) 輸入濾波電容 3 2 4 1 在最低輸入交流電時(shí)， 整流濾波后的直流電壓的脈動(dòng)值 Vpp 是最低輸入交流 電壓峰值的 20%-25%。設(shè)輸入交流電壓的變化范圍為 Vline(min Vline(max,頻率 f=40khz。 相電壓有效值：Vline(min Vline(max：220V*（15%20%）=176253V

25、相電壓峰值： 2 Vline(min 2 Vline(max：249358V 整流濾波后直流電壓的最大脈動(dòng)值：Vpp= 2 Vline(min*（20%25%）=50V（單相） 整流濾波后的直流電壓 Vin:（ 2 Vline(min-Vpp） 2 Vline(max 為了保證整流濾波后的直流電壓最小值 Vin(min符合要求，每個(gè)周期中 Cin 所提供 的能量約為：Win= Pin f = Pin Af = 600 0.85 =15.7(焦耳 40 每個(gè)半周期輸入濾波電容所提供的能量為： Win 1 2 = Cin( 2 Vline(min -Vin(min2 2 2 因此輸入濾波電容容量為

26、： Cin=Win/( 2 Vline(min -Vin(min2=713 F 2 上式中，變壓器轉(zhuǎn)換率 =70% ，由于我們提供的是單相輸入則： A=1 ，頻率 f=40KHZ 3.2.4.2 原副邊變比 為了在任意輸入電壓時(shí)能夠輸出所要求的電壓， 變壓器的變比應(yīng)按最低輸入 電壓 Vin(min選擇。選擇副邊的最大占空比為 Dsec(max.則可計(jì)算出副邊電壓最小值 為：Vsec(min=(Vo(max+VD+VLf/ Dsec(max=28.6V 式中 Vo(max是最高輸出電壓，VD 是輸出整流二極管的通態(tài)壓降，VLf 是輸出濾波電 感上的直流壓降。 故變壓器原副邊變比為：K=15V/2

27、8.6V=1/2 （1）確定原邊和副邊匝數(shù) 18 開(kāi)關(guān)電源的基本原理及發(fā)展趨勢(shì) 由于開(kāi)關(guān)頻率為 80KHz,為了減小鐵損， 可確定最高工作磁密 Bm=0.10T,所以 副邊匝數(shù) Wsec= (Vsec(min* Dsec(max/(4fs*Ae*Bm （2）確定原副邊繞組導(dǎo)線線徑和股數(shù) 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)線線線徑小 于兩倍穿透深度。變壓器的工作頻率為 80KHz，在些頻率下，銅導(dǎo) 線的穿透深度 為 ? =0.2336mm,因此繞組應(yīng)選用線徑小于 0.4672mm 的銅導(dǎo)線。我們選用 15 股 線徑為 0.15mm 的漆包線絞結(jié)而成的多股線，多股線的導(dǎo)電面積為： S1=( d2/4*15=0.2651mm2 我們就使用了 15 股線徑為 0.15mm 的多股線。 （3）繞制方式 為了減小漏感，采用原副邊分層交叉繞法，同時(shí)，為了減小高頻噪聲，原副 邊之間加入屏蔽層。 1繞原邊繞組，用 15 股線徑為 0.15mm 的多股線 2繞副邊繞組，兩組副邊同時(shí)并繞。 3.2.4.3 輸出濾波電容的選擇 輸出濾波電容的計(jì)算公式： ? ? ? Vo (min Vo (min Cf= ?1 ? Vin (min ? =31