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《v輸入多路輸出高頻開關(guān)電源設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、600V輸入多路輸出高頻開關(guān)電源設(shè)計文：管曉磊 來源：九洲電氣 發(fā)表時間：2009-06-1608:36:51 瀏覽量：593摘要:本文介紹了600V輸入多路輸出高頻開關(guān)電源設(shè)計方案，主電路采用雙管反激功率變換電路，控制電路采用電流型PWM控制技術(shù)關(guān)鍵詞：雙管反激變換器電流型PWM控制射極跟隨互補雙極驅(qū)動光耦隔離反饋1引言 隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對電源裝置的性能、效率、重量等提出了更高的要求,常規(guī)的線性電源已經(jīng)不能滿足要求，開關(guān)電源采用高頻脈寬調(diào)制控制技術(shù),具有性能好、效率高、體積小、重量輕、噪音低、穩(wěn)壓范圍廣等特點，本文介紹
2、了一個應(yīng)用在工業(yè)大功率電源中，作為輔助電源的大范圍輸入多路輸出的高頻開關(guān)電源。?2主電路? 主電路的選擇：主電路采用雙管反激功率主電路，首先根據(jù)設(shè)計要求有多路輸出，所以選擇反激方式，反激的一個優(yōu)點就是能夠較簡單的從一個電源得到多個輸出，其次輸入電壓較高為600V，如果采用單管的方式，在MOSFET關(guān)斷的瞬間會承受3-4倍輸入電壓VIN，這樣對MOSFET的電壓要求高，隨之造價就比較昂貴！采用雙管就能避免這個問題,圖1中二極管D19D31起鉗位的作用，把過剩的能量反饋回電源中，并在MOSFET關(guān)斷的瞬間把電壓鉗位在VIN里，這樣對元器件的
3、要求較低，實現(xiàn)起來比較容易！工作中通過控制芯片產(chǎn)生PWM，驅(qū)動電路以PWM方式激勵MOSFET，開關(guān)管以同步的方式開通關(guān)斷，從而將輸入電壓VIN變換成高頻方波交流電壓。變壓器的設(shè)計是整個電路的關(guān)鍵之一。在設(shè)計變壓器時,原邊電感量不能太大,并且磁心中要增加氣隙,否則會出現(xiàn)電流上升率小、導通時間短、電流上升值不大,導致電路沒有能力傳遞所需功率。同時,在設(shè)計變壓器時必須認真考慮變壓器的磁飽和瞬時效應(yīng)。在瞬變負載情況下,當輸入電壓較高而負載電流較小時,如果負載電流突然增加,則控制電路會立即加寬輸出脈沖寬度來提供補充功率。這樣,輸入電壓和脈沖寬度同
4、時變?yōu)樽畲?即使只是一個短暫的時間,但變壓器也會出現(xiàn)飽和,引起失控和故障。這就要求變壓器設(shè)計時應(yīng)按高輸入電壓、寬脈沖進行設(shè)計3控制電路（1）PWM脈沖形成及閉環(huán)穩(wěn)壓 為了獲得好的電壓調(diào)整率負載調(diào)整率及系統(tǒng)穩(wěn)定性本設(shè)計采用電流型控制芯片UC3844，其最大占空比為50%，啟動電壓16V，具有過壓保護和欠壓鎖定功能。其基本工作過程如下：首先，輸出電壓被反饋網(wǎng)絡(luò)降壓，然后把這個反饋電壓送入誤差放大器，使之與基準電壓相比較而產(chǎn)生一個誤差電壓信號。脈寬調(diào)制部分拾取這個誤差電壓并且把它與功率變壓器的電流相比較并轉(zhuǎn)化為合適的占空比去控制輸出部分功率脈
5、沖調(diào)制的數(shù)量。圖2中R16與C14決定系統(tǒng)的工作頻率，在誤差放大器輸出1腳與反饋2腳之間所接C11C12R5起到補償作用，D2D3C5C6R6使UC3844能夠?qū)崿F(xiàn)軟起動，時間由C5C6決定，啟動電阻R3由IC啟動電流決定，UC3844結(jié)構(gòu)框圖見圖3（2）驅(qū)動電路 驅(qū)動形式的選擇，首先MOSFET開關(guān)電壓上升和下降時間完全取決于驅(qū)動電路移走柵極電荷的速度，因此選擇低阻抗大電流的驅(qū)動，以便使MOSFET能更快開關(guān)并減小開關(guān)損耗，其次要避免當控制電壓在開和關(guān)之間變換時不會產(chǎn)生過沖電流，根據(jù)上述選用射極跟隨互補雙極驅(qū)動，然后通過一個高頻脈沖變
6、壓器驅(qū)動兩路MOSFET以便隔離具體電路如圖4 圖4中R153R154對IC提供電流限制保護，雙反串聯(lián)穩(wěn)壓二極管是用來對功率MOSFET的柵源電壓過高保護,穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值為+12V,R155R156是用來降低漏源阻抗。（3）反饋電路 對于開關(guān)電源，隔離技術(shù)和抗干擾技術(shù)是至關(guān)重要的，光耦合器的主要優(yōu)點是單向傳輸信號，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，抗干擾能力強，使用壽命長，傳輸效率高。所以本設(shè)計采用光耦隔離作為反饋回路,該電路利用輸出電壓分壓后與TL431構(gòu)成的基準電壓比較，通過光電耦合器TLP521-1二極管－三極管的電流變化去控制U
7、C3844的反饋腳，從而改變PWM寬度，達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。參數(shù)的確定，例：根據(jù)經(jīng)驗先選取If的電流為0.4mA，R126為330，R125為10K，Rr2為1K的可調(diào)電阻，U3為15V，Ur為431基準電壓2.5V，則R124=（U3/Vr-1）R125=50K，4結(jié)論 本電源采用電流型PWM控制芯片UC3844設(shè)計，其具有動態(tài)響應(yīng)快,頻率響應(yīng)特性好，精度高，電壓調(diào)節(jié)范圍寬,紋波小,系統(tǒng)穩(wěn)定,能很好地滿足工業(yè)電源的要求。主要技術(shù)指標：輸入：直流400-630V輸出：5V/0.8A15V/0.4A15V/0.5A15V/0.6A20
8、V/2A電源效率：85%變壓器變比：原邊/副邊100/34556參考文獻[1]張占松,蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計.北京:電子工業(yè)出版社,1998[2]RaymondA.Mack,Jr.著謝運
