開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用.

1、代信敏：PWM芯片設(shè)計(jì)及在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用摘 要論文在開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出一種峰值電流型PWM控制芯片的設(shè)計(jì)。首先對(duì)芯片的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行了研究和分析，包括開(kāi)關(guān)電源變換器的整個(gè)控制回路。控制回路包括誤差放大器，基準(zhǔn)電壓源，振蕩器，比較器和保護(hù)電路等，完成了具體電路的設(shè)計(jì)，給出了所有的電路圖。其次對(duì)芯片的在開(kāi)關(guān)電源中的一些外部應(yīng)用電路進(jìn)行舉例和應(yīng)用分析。關(guān)鍵詞：PWM控制；運(yùn)算放大器；基準(zhǔn)電壓源；振蕩器ABSTRACTBased on the research on modern power supply technology, a peak current mode PWM

2、controller chip were proposed. And its principles and system architecture were studied and analyzed, which includes its main loop and control loop.Finished the system design, the functional blocks included amplifier, reference, oscillator, comparator, fast over current protection, all circuits were

3、given. And the examples about this chip used in power supply technology were also given.Key words: PWM control;Amplifier;Reference;OscillatorI代信敏：PWM芯片設(shè)計(jì)及在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 引言11.1 背景、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)11.2 PWM控制型開(kāi)關(guān)電源電路原理21.2.1 開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理21.2.2 PWM電路的分類(lèi)31.3 本文的主要工作4第2章 PWM控制芯片電路的原理62.1 PWM控制芯片原理62.2

4、 PWM控制芯片電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8第3章 PWM芯片電路設(shè)計(jì)及工作過(guò)程113.1 欠壓鎖定113.2 基準(zhǔn)電壓源113.2.1 帶隙基準(zhǔn)電壓源113.2.2 普通可調(diào)直流基準(zhǔn)源TL431的介紹133.3 電壓調(diào)節(jié)器153.4 振蕩器163.4.1 振蕩器原理163.4.2 振蕩器電路173.5 電壓誤差放大器193.6 電流比較器203.6.1 電流比較器203.6.2 過(guò)流保護(hù)213.7 系統(tǒng)系統(tǒng)芯片電路及工作過(guò)程24第4章 芯片電路在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用284.1 芯片外部應(yīng)用電路284.2 芯片在開(kāi)關(guān)電源保護(hù)電路的中的應(yīng)用294.3 芯片電路在單端反激式開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用30第5章 結(jié)束語(yǔ)33致

5、謝34參考文獻(xiàn)35第1章 引言1.1 背景、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)近幾年變頻調(diào)速技術(shù)獲得不斷的進(jìn)步和發(fā)展特別是在家用電器行業(yè)方面的應(yīng)用。低廉、節(jié)能、高效、靜音以及高可靠性的變頻產(chǎn)品成為趨勢(shì)，各種新型的PWM控制芯片不斷涌現(xiàn)。數(shù)字化的PWM控制芯片相對(duì)模擬PWM控制芯片(如TL494,SG3525,UC3844等)，因其抗干擾、抗溫漂等方面的優(yōu)點(diǎn)成為主流產(chǎn)品。典型PWM調(diào)速控制芯片特點(diǎn)隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，其與PWM技術(shù)相結(jié)合，形成了各類(lèi)特色的控制方案，主要可分為以下幾類(lèi):(1)采用單一的通用微處理器(單片機(jī))來(lái)產(chǎn)生SPWM。該方案只須采用單個(gè)芯片，功能強(qiáng)、靈活、易于保密，但所有的PWM信號(hào)的產(chǎn)生均需

6、占用CPU大量的工作時(shí)間，軟件開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，通用性差，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。(2)采用專(zhuān)用大規(guī)模集成電路產(chǎn)生SPWM信號(hào)。如Mullard公司的HEF4752,無(wú)須微處理器配合，屬于純硬件實(shí)現(xiàn)方法，使用簡(jiǎn)單，省去編寫(xiě)軟件的麻煩，開(kāi)發(fā)周期短，但欠靈活性，難以實(shí)現(xiàn)更多的功能。(3)采用微處理器和專(zhuān)用大規(guī)模集成電路相結(jié)合的方式，可以兼具靈活、簡(jiǎn)單、易于開(kāi)發(fā)、功能勿、一展的特點(diǎn)，如Siemens公司的SEL4520,Mitel公司的SA4828等，但成本較高。(4)采用專(zhuān)用調(diào)速控制芯片。此類(lèi)芯片內(nèi)部集成有PWM發(fā)生器、A/D轉(zhuǎn)換器、EPROM/EEPROM或快速可擦寫(xiě)存儲(chǔ)器FlashMemory等適用于

7、電動(dòng)淚L調(diào)速的外圍硬件設(shè)備，大大減少CPU的十預(yù)時(shí)間，保證CPU可以實(shí)現(xiàn)更多復(fù)雜的控制功能。這類(lèi)芯片很多，如東芝公司的八位單片機(jī)TMP88CK49/CM49,Motorola公司的八位單片機(jī)MC68HC708MP16,Intel公司的16位微處理器8XC196MC。特別是高速運(yùn)算能力DSP核的嵌入常見(jiàn)的如TI公司的TM5320F24X系列、AD公司的ADMCF32X系列，使得此類(lèi)芯片完全可以實(shí)現(xiàn)高性能的控制算法，如磁場(chǎng)定向控制、無(wú)速度傳感器矢量控制等。1.2 PWM控制型開(kāi)關(guān)電源電路原理近年來(lái)，脈寬調(diào)制（PWM）控制技術(shù)得到較快速發(fā)展，用PWM控制開(kāi)關(guān)變換器，即PWM開(kāi)關(guān)電源。PWM控制方式的

8、開(kāi)關(guān)電源因?yàn)殡娐泛?jiǎn)單，控制方便而獲得普遍應(yīng)用。相對(duì)傳統(tǒng)的線(xiàn)性電源而言，開(kāi)關(guān)電源具有體積小，成本低，效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)。在電源領(lǐng)域內(nèi)開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。1.2.1 開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理開(kāi)關(guān)電源以半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的啟閉為基本原理，即通過(guò)控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的世界比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。PWM開(kāi)關(guān)電源的換能電路將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成脈沖電壓，再將脈沖電壓經(jīng)LC濾波轉(zhuǎn)換成直流電壓9。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的電路原理框圖如圖1-1所示。開(kāi)關(guān)電源包括主電路和控制電路兩部分。虛線(xiàn)框內(nèi)是控制電路部分，是本文所要設(shè)計(jì)的芯片。交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動(dòng)成份的直流電源，該電壓通

9、過(guò)功率轉(zhuǎn)換電路進(jìn)入高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個(gè)方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。反饋控制電路為脈沖寬度調(diào)制器（PWM），它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制及基準(zhǔn)電壓等電路構(gòu)成。這部分電路目前已集成化，制成了各種開(kāi)關(guān)電源專(zhuān)用集成電路?？刂齐娐酚脕?lái)調(diào)整高頻開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間比例，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。開(kāi)關(guān)電源的功率調(diào)整器件處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)。作為開(kāi)關(guān)而言，導(dǎo)通時(shí)，壓降很小，幾乎不消耗能量，關(guān)斷時(shí)漏電流很小，也幾乎不消耗能量，所以開(kāi)關(guān)電源的公路轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80%以上。開(kāi)關(guān)電源的濾波電感的體積和重量也因?yàn)楣ぷ黝l率提高而減小，所需的濾波電容也減小。功率轉(zhuǎn)換電路高頻變換器

10、 圖1-1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的電路原理框圖輸出整流濾波DC取樣器比較器脈寬調(diào)制振蕩器基準(zhǔn)電壓AC輸入整流濾波1.2.2 PWM電路的分類(lèi)PWM控制型的開(kāi)關(guān)電源可分為兩類(lèi)型，一種是電壓控制型，它只對(duì)輸出電壓采樣，作為反饋信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制。采樣脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，調(diào)節(jié)輸出電壓。從控制的角度看，這是一種單環(huán)控制系統(tǒng)。另一種是電流控制型，在PWM電壓控制的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)電流反饋環(huán)節(jié)，使其成為雙環(huán)控制系統(tǒng)，從而提高了電源性能。圖1-2為電壓控制型開(kāi)關(guān)電源的原理圖。電源輸出電壓V0的采樣值與參考電壓進(jìn)行比較放大，得到誤差信號(hào)Ve，它與鋸齒波信號(hào)比較后，由脈寬比較器輸出占空比隨輸出電壓變化的PWM波，從而

11、控制輸出電壓保持穩(wěn)定。這就是控制的原理，它是一個(gè)單環(huán)控制系統(tǒng)14。圖1-2 電壓控制型開(kāi)關(guān)電源原理圖圖1-3為電流型開(kāi)關(guān)電源的原理圖。它是一個(gè)雙環(huán)控制系統(tǒng)，有一個(gè)內(nèi)環(huán)，一個(gè)外環(huán)電壓環(huán)。其工作原理是：恒頻時(shí)鐘脈沖、置位鎖存器，輸出高電平信號(hào)。驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。隨著開(kāi)關(guān)管中的電流脈沖逐步增大，當(dāng)電流在采樣電阻RS上的電壓幅值VS達(dá)到Ve電平時(shí)。脈沖比較器翻轉(zhuǎn)，鎖存器復(fù)位，驅(qū)動(dòng)信號(hào)變低，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。電路就是這樣逐個(gè)的檢測(cè)和調(diào)節(jié)電流脈沖。圖1-3 電流型脈寬調(diào)制器原理框圖1.3 本文的主要工作20多年來(lái)，集成開(kāi)關(guān)電源沿著集成化方向發(fā)展，首先是對(duì)開(kāi)關(guān)電源的核心單元控制電路實(shí)現(xiàn)集成化。1977年國(guó)外首先研制

12、成脈寬調(diào)制（PWM）控制器集成電路，美國(guó)摩托羅拉公司、硅通用公司、尤尼德公司等相繼推出一批PWM芯片，典型產(chǎn)品有MC3520,SG3524,芯片。90年代以來(lái)，國(guó)外又研制出開(kāi)關(guān)頻率達(dá)1MHZ的高速PWM、PFM90（脈沖頻率調(diào)制）芯片，典型產(chǎn)品有UC1825、UC1864。本文的主要工作是設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的芯片電路，該集成電路采用PWM工作方式，需要較少的外部元件即能構(gòu)成完整的開(kāi)關(guān)電源，工作頻率1MHz，并具有過(guò)流保護(hù)功能。第一章介紹開(kāi)關(guān)電源的背景、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)介紹了開(kāi)關(guān)電源的原理，并對(duì)本文的章節(jié)進(jìn)行安排。第二章介紹開(kāi)關(guān)電源控制電路的原理和基本結(jié)構(gòu)。第三章介紹控制芯片各個(gè)模塊電路原理，所設(shè)

13、計(jì)的具體電路。第四章介紹控制芯片幾種典型的開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用。第五章總結(jié)該電路的設(shè)計(jì)工作。第2章 PWM控制芯片電路的原理2.1 PWM控制芯片原理電流控制的PWM技術(shù)是一種新穎的控制技術(shù)，1967年由美國(guó)BOSE公司提出。該技術(shù)由不同路線(xiàn)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，其共同特點(diǎn)是：利用電感電流的反饋直接去控制功率開(kāi)關(guān)的占空比，以實(shí)現(xiàn)峰值電流對(duì)電壓反饋的跟蹤。電流型控制分為峰值電流控制、平均電流控制和滯環(huán)電流控制。（1）峰值電流控制峰值電流控制是最常用的電流型控制方式。以Buck變換器為例，峰值電流型控制系統(tǒng)原理如圖2-1。每1個(gè)開(kāi)關(guān)周期開(kāi)始，由時(shí)鐘信號(hào)CLK經(jīng)過(guò)觸發(fā)器，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)VF導(dǎo)通，當(dāng)電流iVF的檢測(cè)信號(hào)峰

14、值達(dá)到電流給定值Ve時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，開(kāi)關(guān)VF關(guān)斷。因此只要系統(tǒng)中電流稍有變化，占空比可以較快產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，使輸出電壓V0接近給定Vr。峰值電流型PWM控制的優(yōu)點(diǎn)是：消除了輸出濾波電感在系統(tǒng)傳遞函數(shù)中產(chǎn)生的極點(diǎn)，使系統(tǒng)傳遞函數(shù)由二階降為一階，解決了系統(tǒng)有條件的環(huán)路穩(wěn)定問(wèn)題；具有良好的線(xiàn)性調(diào)整率和快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；固有的逐個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流限制，簡(jiǎn)化了過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)；多個(gè)電源模塊并聯(lián)式易于實(shí)現(xiàn)均流。缺點(diǎn)是：不能準(zhǔn)確控制電感的平均電流，回路增益對(duì)電網(wǎng)電壓變化敏感，開(kāi)關(guān)噪聲容易造成開(kāi)關(guān)管誤動(dòng)作等。圖2-1 峰值電流控制系統(tǒng)原理框圖（2）平均電流型控制圖2-2以Buck變換器為例，給出平均電流控制的

15、電路框圖，電流給定信號(hào)Ve式電壓調(diào)節(jié)器的輸出，圖中未畫(huà)出電壓環(huán)。平均電流型控制方案需要檢測(cè)電感電流iL,電流檢測(cè)信號(hào)與電流給定Ve比較后，經(jīng)過(guò)電流調(diào)節(jié)器生成控制信號(hào)VC，VC再與鋸齒波調(diào)制信號(hào)比較，產(chǎn)生PWM脈沖。電流調(diào)節(jié)器一般采用PI型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，可以濾除采樣信號(hào)中的高頻分量，與峰值電流控制相比，它直接控制電感電流的平均值，抗擾性好。但是檢測(cè)電感電流有時(shí)比較復(fù)雜，或檢測(cè)元件損耗較大。圖2-2 平均電流控制的電路框圖（3）滯環(huán)電流型控制圖2-3以Buck開(kāi)關(guān)變換器為例，給出滯環(huán)電流型控制的電路框圖，圖中未畫(huà)出電壓環(huán)。滯環(huán)電流型控制也是檢測(cè)電感電流，與電流給定值Ve比較后，輸入給滯環(huán)比較器或滯環(huán)邏

16、輯元件。為實(shí)現(xiàn)滯環(huán)電流型控制，滯環(huán)比較器中設(shè)定上限值Vemax和下限值Vemin。當(dāng)電感電流iL的檢測(cè)信號(hào)下降到下限Vemin時(shí)，比較器輸出高電平，使功率開(kāi)關(guān)關(guān)斷，電感電流下降。被檢測(cè)的電感電流決定了開(kāi)關(guān)關(guān)斷、開(kāi)通時(shí)間。滯環(huán)控制方式下，變換器是變頻工作的，其開(kāi)關(guān)頻率一般隨輸入電壓、輸出電壓和負(fù)載的變化而變化，因此輸入、輸出濾波器的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。圖2-3 滯環(huán)電流型控制的電路框圖2.2 PWM控制芯片電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)芯片的主要特點(diǎn)是：1. 1MHz開(kāi)關(guān)頻率2. 50uA備用電流，100uA最大電流3. 在52kHz開(kāi)關(guān)頻率時(shí)所需電流低至2.3mA4. 逐周限流時(shí)間快至35ns5. 誤差放大器的基準(zhǔn)

17、電壓為2.5V6. 振蕩器放電電流精確7. 新型的欠壓鎖定模塊所設(shè)計(jì)的PWM控制器，它主要包括欠壓鎖定電路，振蕩器，電流比較器，電壓調(diào)節(jié)器，誤差放大器，過(guò)流保護(hù)和用做基準(zhǔn)的參考電壓部分。內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能框圖如下圖2-4。Vout28913451076誤差放大器9Vcc欠壓鎖定VREF欠壓鎖定PWM鎖定+5V基準(zhǔn)參考調(diào)節(jié)振蕩器電流比較器VCC圖2-4 芯片結(jié)構(gòu)框圖1. 振蕩器振蕩器的工作頻率和放電電流都是調(diào)整好的，并且嚴(yán)格設(shè)定了工作頻率和死區(qū)的最小變化率。振蕩頻率由外接電阻RT決定。CT的放電電流由通過(guò)RT的電流和控制芯片內(nèi)部的放電電流之差決定。設(shè)計(jì)控制芯片內(nèi)部的放電電流為8.2mA。RT的阻值較大

18、時(shí)，放電時(shí)間由控制芯片內(nèi)部的放電電流和CT的容量決定。RT的阻值較小時(shí)，對(duì)放電時(shí)間也有較大的影響。在一個(gè)振蕩周期內(nèi)，電容CT充電時(shí)，輸出脈沖最大占空比受振蕩器的可控死區(qū)限制。2. 電壓誤差放大器設(shè)計(jì)電壓誤差放大器的直流增益為90dB，增益帶寬為1.5MHz。內(nèi)部的5V基準(zhǔn)電壓經(jīng)分壓后產(chǎn)生2.5V電壓，該電壓直接加在電壓誤差放大器的同向端。開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻分壓后反饋到放大器的反響輸入端。設(shè)計(jì)放大器輸出端輸出的電流限制在1mA，放大器輸出端吸入電流為10mA。3. 電流比較器為了能夠?qū)崿F(xiàn)逐周控制，如此設(shè)計(jì)電流比較器：在每個(gè)振蕩周期開(kāi)始時(shí)，輸出端開(kāi)通。當(dāng)外接開(kāi)關(guān)管的電流達(dá)到正比于放大器輸出

19、電壓的最大門(mén)限值時(shí)，輸出端關(guān)斷，直到下一個(gè)振蕩周期開(kāi)始。此時(shí)開(kāi)關(guān)電源的峰值開(kāi)關(guān)電流正比于誤差電壓。4. 欠壓鎖定在電源達(dá)到啟動(dòng)電壓之前，欠壓鎖定電路阻止芯片內(nèi)部的基準(zhǔn)電源電路和輸出極開(kāi)始工作。電源電壓低于啟動(dòng)電壓時(shí)，設(shè)計(jì)芯片的靜態(tài)電流小于250uA。5. 基準(zhǔn)電壓設(shè)計(jì)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為5V，誤差在±1%以?xún)?nèi)?；鶞?zhǔn)電壓源為內(nèi)部邏輯電路和振蕩電路供電。振蕩器外接電容器的充電電流也由基準(zhǔn)電壓源供給。電壓誤差放大器的正向端2.5V電壓也由基準(zhǔn)電壓分壓所得?；鶞?zhǔn)電壓源能提供20mA電流。第3章 PWM芯片電路設(shè)計(jì)及工作過(guò)程3.1 欠壓鎖定欠壓鎖定電路實(shí)現(xiàn)的功能是：當(dāng)電源電壓大于8.7V時(shí)，芯片正常

20、工作；當(dāng)電源電壓小于7.6V時(shí)，芯片不工作。本文用滯后比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)電路得欠壓鎖定，在VDD欠壓鎖定處和Vref欠壓鎖定處用滯后比較器實(shí)現(xiàn)。欠壓鎖定中的滯后比較器如圖3-1所示，非倒向端連接供電電源VCC，倒向端的8.7V的電壓是由基準(zhǔn)電壓源提供。輸出端VOUT與電壓調(diào)節(jié)器連接。啟動(dòng)時(shí)的時(shí)序：比較器輸出電壓的有無(wú)，由VDD電壓的高低控制，只有VDD大于+8.7V時(shí)比較器輸出高電位，基準(zhǔn)電壓+5VR才有輸出，芯片才能正常工作。一旦正常工作后，VDD小于8.7V時(shí)也能正常工作，我們稱(chēng)8.7V為啟動(dòng)電壓。關(guān)閉時(shí)的順序：隨著VDD電壓的下降，當(dāng)VDD的電壓小于7.6V時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)欠壓保護(hù)，這時(shí)比較器輸出

21、低電位，沒(méi)有+5VR電壓輸出，這樣導(dǎo)致后面沒(méi)有脈沖輸出，電源就不能正常工作。圖3-1 欠壓鎖定置換比較器3.2 基準(zhǔn)電壓源3.2.1 帶隙基準(zhǔn)電壓源基準(zhǔn)源電路廣泛的應(yīng)用于各種模擬集成電路，其精度和穩(wěn)定性直接決定整個(gè)系統(tǒng)的精度。內(nèi)部穩(wěn)壓源電路提供穩(wěn)定的偏置電壓或作為基準(zhǔn)電壓。一般要求這些電壓源的直流輸出電平較穩(wěn)定，而且這個(gè)直流電平應(yīng)該對(duì)電源電壓和溫度不敏感。由于基準(zhǔn)源的精度與溫度有關(guān)，提高精度必須降低溫度系數(shù)。帶隙基準(zhǔn)可以再070的溫度范圍內(nèi)有10ppm/的溫度。圖3-2給出了帶隙基準(zhǔn)的原理。由室溫下溫度系數(shù)為-2.2mV/的pn節(jié)二極管產(chǎn)生電壓。同時(shí)也產(chǎn)生一個(gè)熱電壓，其與絕對(duì)溫度成正比，室溫下

22、的溫度系數(shù)為+0.085mV/。如果電壓乘以常數(shù)K加上電壓，則輸出電壓為： （3-1）雙極性晶體管中的集電極電流密度的關(guān)系： （3-2）其中：=集電極電流密度=基區(qū)電子平衡濃度=電子的平均擴(kuò)散常數(shù)平衡濃度： （3-3）其中： （3-4）D是與溫度無(wú)關(guān)的常數(shù)，時(shí)帶隙電（1.205V）得到下面集電極電流密度的方程式： （3-5）在上式中，與溫度不相關(guān)的常數(shù)合并成單一的常數(shù)A。由于Dn依賴(lài)于溫度，溫度系數(shù)r稍微偏離3。因此的關(guān)系式為： (3-6)與溫度的關(guān)系為： (3-7)300K時(shí)，關(guān)于溫度的變化約為-2.2mV/。提供負(fù)溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓。提供溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓。 (3-8) (3-9)為了在T

23、0時(shí)達(dá)到零溫度系數(shù)，和的變量加起來(lái)必須為0圖3-2 帶隙基準(zhǔn)電路圖3.2.2 普通可調(diào)直流基準(zhǔn)源TL431的介紹TL43l是2.5036V可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器。它屬于一種具有電流輸出能力的可調(diào)基準(zhǔn)電壓源。其性能優(yōu)良，價(jià)格低廉，可廣泛用于單片精密開(kāi)關(guān)電源或精密線(xiàn)性穩(wěn)壓電源中。陰極工作電壓VKA的允許范圍是25036V，極限值為37V。陰極工作電流IKA=l100mATL431主要包括4部分：誤差放大器A，其同相輸入端接取樣電壓VREF，反相輸入端則接內(nèi)部250V基準(zhǔn)電壓Vref，并且設(shè)計(jì)的VREF=VRRef；內(nèi)部250V(準(zhǔn)確值為2495V)基準(zhǔn)電壓源Vref；NPN型晶體管VT，在電路中起調(diào)

24、節(jié)負(fù)載電流的作用；保護(hù)二極管VD，能防止因KA間電源極性接反而損壞芯片。其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。圖3-3 TL431內(nèi)部原理電路TL431的電路圖形符號(hào)和基本接線(xiàn)如圖3-4所示。圖3-4 TL431的電路圖形符號(hào)和基本接線(xiàn)如圖它相當(dāng)于一只可調(diào)齊納穩(wěn)壓管，輸出電壓由外部精密電阻R1和R2來(lái)設(shè)定，有公式： （3-10）圖中R3是IKA的限流電阻。選取R3阻值的原則是，當(dāng)輸入電壓Vi為最小值時(shí)必須保證100mAIKA1mA，以便使TL431能正常工作。TL431的穩(wěn)壓原理可分析如下：當(dāng)由于某種原因致使Vo升高時(shí)，取樣電壓vref也隨之升高，使VREF>Vref，比較器輸出高電平，令VT導(dǎo)

25、通，Vo。反之，Vo下降VREF<Vref比較器再次翻轉(zhuǎn)，輸出變成低電平VT截止Vo上升。這樣循環(huán)下去，從動(dòng)態(tài)平衡的角度來(lái)看，就迫使V。趨于穩(wěn)定，達(dá)到了穩(wěn)壓目的，并VREF=Vref。芯片TL431主要是在開(kāi)關(guān)電源芯片中作的直流穩(wěn)壓基準(zhǔn)為內(nèi)部一些器件提供基準(zhǔn)電源。在芯片電路中，內(nèi)部應(yīng)用的直流基準(zhǔn)電壓主要有8.7V,3.6V,3V和0.75V。則TL431的電阻比例計(jì)算并設(shè)置如下：據(jù)公式3-15且在電路中VREF=2.5V可得,8.7V：R1/R2=62/25，在內(nèi)部電路圖中體現(xiàn)為R1=62,R2=253.6V：R1/R2=11/25，在內(nèi)部電路圖中體現(xiàn)為R1=11,R2=253V：R1/

26、R2=1/5，在內(nèi)部電路圖中體現(xiàn)為R1=10,R2=500.75V：因?yàn)門(mén)L431能產(chǎn)生的最小基準(zhǔn)電壓為2.5V，因此在電路圖中先將R1處短路，產(chǎn)生2.5V的基準(zhǔn)電壓后，再進(jìn)行電阻分壓，此時(shí)的外接電阻為R3和R4，輸出電壓從R3處引出，則電阻設(shè)置為R3=3,R4=7。3.3 電壓調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)器是一種被廣泛使用的器件，其輸入是不穩(wěn)定的直流電壓，輸出可作為其他電路的供電電壓。依靠這種方式，電壓源的波動(dòng)可從本質(zhì)上被消除，其結(jié)果通常提高由此類(lèi)電源驅(qū)動(dòng)的電路的性能。圖3-5是電壓調(diào)節(jié)器的原理圖。穩(wěn)定電壓VR由帶隙基準(zhǔn)源產(chǎn)生。穩(wěn)定電壓加在高增益放大器的非倒相輸入端，并與由電阻R1和R2采樣的輸出電壓比較

27、。這是一個(gè)串聯(lián)并聯(lián)反饋結(jié)構(gòu)，對(duì)大環(huán)路增益，有 (3-11)改變R1/R2的比例可以改變輸出電壓。圖3-5所示的放大器為高性能放大器。特別重要的性能是低漂移和低失調(diào)，它們能使輸出電壓盡可能的穩(wěn)定。串聯(lián)并聯(lián)反饋電路使電壓調(diào)節(jié)器有較高的輸入阻抗，減小了負(fù)載效應(yīng)。電壓調(diào)節(jié)器要求輸出阻抗較小。圖3-5 電壓調(diào)節(jié)器3.4 振蕩器3.4.1 振蕩器原理振蕩器部分需要產(chǎn)生一個(gè)設(shè)定開(kāi)關(guān)頻率的時(shí)鐘信號(hào)。本設(shè)計(jì)選定了外接RC的振蕩器形式，電路如圖3-6所示。圖3-6 振蕩器時(shí)鐘信號(hào)電路用一個(gè)電阻Rt通過(guò)Vref給電容充電，用兩個(gè)比較器把電容上的電壓和兩個(gè)參考電壓相比較，參考電壓分別設(shè)為2.5V和0.75V。用一個(gè)電

28、流源連在電容上起放電開(kāi)關(guān)的作用。當(dāng)電容電壓超過(guò)2.5V時(shí)，電容通過(guò)電流源放電。當(dāng)電容電壓低于0.75V時(shí)，MOS管關(guān)斷，電流源不起作用，電容繼續(xù)被Vref充電。電流源放電電流很大，放電時(shí)間相對(duì)于一個(gè)時(shí)鐘周期是非常短的。這樣電容上的電壓就是一個(gè)有1.75V峰-峰值的鋸齒波。RS觸發(fā)器的輸出就是時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘周期約等于充電時(shí)間而電容電壓計(jì)算可得充電時(shí)間約為。電容的放電時(shí)間必須足夠短，才能達(dá)到最大的占空比。該設(shè)計(jì)中最大占空比要達(dá)到99%，因此放電時(shí)間必須低于一個(gè)時(shí)鐘周期的1%。3.4.2 振蕩器電路RS觸發(fā)器的電路圖如圖3-7所示，當(dāng)R輸入電壓為5V時(shí)，輸出跳變到低電平；同理，當(dāng)S輸入電壓為5V時(shí)，

29、輸出跳變到高電平。N1、P1、N2、P2兩個(gè)反相器組成的正反饋電路起到鎖定、穩(wěn)定信號(hào)的作用，帶有毛刺、不太穩(wěn)定的經(jīng)我們?cè)谳敵龆诉€需添置一個(gè)反相器，從而保證輸入輸出邏輯的正確性。圖3-7 RS觸發(fā)器電路圖比較器1的電路圖如圖3-8所示，其共模輸入電壓是0.75V。因此采用PMOS差分對(duì)的輸入級(jí)。因?yàn)檎袷幤鞣烹姇r(shí)下降速度比較快，所以比較器1的延時(shí)需要盡量小。輸出用推挽結(jié)構(gòu)。在輸出端，可吸入和供出的電流式偏置電流的8倍，增大了擺率。圖3-8 比較器1電路圖比較器2的電路圖如圖3-9所示，其共模輸入電壓是3V，因此采用NMOS差分對(duì)作輸入級(jí)圖3-9 比較器2電路圖放電電流源的電路圖如圖3-10所示，使

30、用PTAR電流源，經(jīng)過(guò)兩路放大，得到大電流放電。 (3-12)圖3-10 放電電流源電路圖3.5 電壓誤差放大器電壓誤差放大器的正向端是電壓調(diào)節(jié)器輸出的2.5V電壓。這是一個(gè)經(jīng)典的運(yùn)算放大器。需要90dB的增益和1.5MHz的增益帶寬積。如圖3-11所示，電壓誤差放大器由運(yùn)算跨導(dǎo)放大器和輸出極組成。運(yùn)算跨導(dǎo)放大器是無(wú)輸出緩沖極的運(yùn)算放大器。除輸入和輸出節(jié)點(diǎn)外，此放大器的其余所有節(jié)點(diǎn)都是低租節(jié)點(diǎn)。Q1和Q2是對(duì)稱(chēng)的NPN管作為輸入差分對(duì)，M2和M1是對(duì)稱(chēng)的PMOS晶體管。PMOS晶體管M1、M2的小信號(hào)電流由下式給出： (3-13)M3與M1對(duì)稱(chēng)，M2與M4對(duì)稱(chēng)，所以： (3-14)運(yùn)算跨導(dǎo)放大

31、器的輸出電壓為： (3-15)M6和M8形成共源共柵結(jié)構(gòu)提高輸出電阻。輸出極采用乙類(lèi)輸出極。在電路中，共發(fā)射極晶體管Q3在負(fù)半周期將功率傳輸給負(fù)載，而射極跟隨器Q4在正半周期傳輸功率。當(dāng)運(yùn)算跨導(dǎo)放大器的輸出小于時(shí)，Q3截止，二極管D1截止，M9的漏極電流都傳送到Q4的基極，輸出電壓最大值。為了達(dá)到最大值，晶體管M9漏極電流必須大于晶體管Q4的基極電流。Q2處于放大區(qū)，因?yàn)镼2的集電極接的是電源電壓，而基極電壓不可能超過(guò)它的。如果M9的漏極電流不夠所需的Q4基極電流，輸出會(huì)出現(xiàn)削波失真。當(dāng)運(yùn)算跨導(dǎo)放大器的輸出大于時(shí)，Q3導(dǎo)通，有電流通過(guò)晶體管Q3，M9的漏極電流有部分流過(guò)D1。隨著Q3集電極電流

32、增加，M9的漏極電壓下降，由于Q4是射極跟隨器，輸出電壓將隨其下降。圖3-11 電壓誤差放大器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)3.6 電流比較器3.6.1 電流比較器圖3-12圓圈所示就是電流比較器。正端是采樣電流信號(hào)。負(fù)端是電壓誤差放大器經(jīng)過(guò)電平移位后再電阻分壓。使用電平移位可以達(dá)到芯片輸出零占空比脈沖。電平移位和電阻分壓功能都由電流比較器電路實(shí)現(xiàn)。圖3-12 電流比較器在電路中連接示意圖3-13為電流比較器電路。COMP是電壓誤差放大器輸出端電壓，經(jīng)過(guò)10K與20K電阻實(shí)現(xiàn)電阻分壓功能。比較強(qiáng)電阻R1實(shí)現(xiàn)電平移位功能。當(dāng)比較器處于放大區(qū)中點(diǎn)時(shí)，輸入極P1和P2通過(guò)相同的電流。此時(shí)，P1和P2源極電壓相差I(lǐng)*R

33、1，襯偏都接Vref電位，所以?xún)删w管的閾值電壓不同，電阻R1上有壓降。這兩個(gè)電壓之和形成電平移位電壓1。 圖3-13 電流比較器電路3.6.2 過(guò)流保護(hù)圖3-14是過(guò)流圓圈所示就是過(guò)流保護(hù)模塊的示意圖。當(dāng)電流檢測(cè)達(dá)到1V閾值時(shí)，不管電壓誤差放大器輸出，過(guò)流保護(hù)電路在35ns內(nèi)關(guān)斷輸出。圖3-14 過(guò)流保護(hù)模塊示意圖圖3-15是過(guò)流保護(hù)電路圖，這是一個(gè)遲滯比較器。如下例，當(dāng)輸入（CS）大于1.1V時(shí)，輸出高電平；當(dāng)輸入（CS）小于0.9時(shí)，輸出低電平。P3、P4和P6這三個(gè)PMOS晶體管實(shí)現(xiàn)遲滯功能。當(dāng)CS電壓遠(yuǎn)小于1V時(shí)，P1處于飽和區(qū)，P2處于三極管區(qū)。P2的漏極是高電平，P1的漏極是低電

34、平。P3導(dǎo)通，P4關(guān)斷。由P6提供的13uA偏置電流經(jīng)過(guò)P3流到M2。P1電流為62u,P2電流為50u。此時(shí)輸出電壓為0。當(dāng)CS電壓上升接近1.1V時(shí)，P2晶體管的電流減小，P1晶體管的電流增大。P1漏極電壓升高，P2漏極電壓降低。P4晶體管導(dǎo)通，P3關(guān)斷。由P6提供的13uA偏置電流經(jīng)過(guò)P4流到M1。P1電流為112u,P2關(guān)斷。此時(shí)輸出電壓為5V。過(guò)流保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)其作用。當(dāng)CS電壓下降接近0.9V時(shí)，P1晶體管的電流減小，P2晶體管的電流增大。P2漏極電壓升高，P1漏極電壓降低。P3晶體管導(dǎo)通，P4關(guān)斷。由P6提供的13uA偏置電流經(jīng)過(guò)P3流到M2。P1電流為62u，P2電流為50u。此

35、時(shí)輸出電壓為0V。過(guò)流保護(hù)電路停止其作用。圖3-15 過(guò)流保護(hù)電路圖3-16表明，當(dāng)CS電壓逐漸升高直到大于1.1V時(shí)，輸出高電平；當(dāng)CS電壓逐漸降低直到小于0.9V時(shí)，輸出低電平。此電路實(shí)現(xiàn)了遲滯功能。5.0 (V)(V)-1.00.51.01.50.0-0.01.02.03.04.0X:/CS圖3-16 過(guò)流保護(hù)電路輸出圖3-17表明當(dāng)輸入電壓超過(guò)閾值時(shí)，電路能在35ns后啟動(dòng)。B100n50n5.0 (V)time(n)A0.00.0-0.01.02.03.04.0Vout高頻變換器圖3-17 輸入電壓閾值電路3.7 系統(tǒng)系統(tǒng)芯片電路及工作過(guò)程本文主要是開(kāi)關(guān)電壓的PWM芯片電路的設(shè)計(jì)，芯

36、片內(nèi)部總體電路如圖3-18所示。第1腳為內(nèi)部直流基準(zhǔn)源的輸入電壓Vi，要求輸入Vi當(dāng)然要大于輸出Vo中的最大值，即大于36V。并且保證TL431的工作電流100mA>(Vi-Vo)/R3>1mA其中R是限流電阻。第2腳位誤差放大器的輸出端，誤差放大器的輸出電壓信號(hào)，在內(nèi)部經(jīng)過(guò)兩個(gè)二極管D1和D2降下壓后，又由電阻R3和R4進(jìn)行分壓，由于R3電阻的阻值是R4阻值的兩倍，最后剩下1/3的電壓家在電流比較器的反向輸入端，并且還有穩(wěn)壓管ZD2箝位，該輸入端電壓的最高電壓不超過(guò)一定值。第3腳位誤差放大器的反向輸入端，取樣電壓由此輸入，在內(nèi)部將+5VR電壓，用兩個(gè)阻值相同的電阻R1和R2，將電

37、壓分成+2.5V，作為基準(zhǔn)電壓加在誤差放大器的正向輸入端。因?yàn)榈?腳加在誤差放大器的負(fù)端，那么誤差放大器就是反向輸出，所以第1腳與第2腳電壓的變化相反。反饋電壓輸入腳，此腳電壓與內(nèi)部2.5V基準(zhǔn)進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制電壓，從而控制脈沖寬度。第4腳為電流傳感端，電流比較器輸出電壓的高低，是由它的兩個(gè)輸入端電壓共同決定的，電流比較器的輸出電壓的變化，能控制PWMLatch的Q反輸出脈沖寬度的變化。第5腳為振蕩器電壓的輸入，用一個(gè)電阻Rt通過(guò)振蕩器電壓給電容充電，用兩個(gè)比較器把電容上的電壓和兩個(gè)參考電壓相比較，參考電壓分別設(shè)為2.5V和0.75V。用一個(gè)電流源連在電容上起放電開(kāi)關(guān)的作用。當(dāng)電容電壓超過(guò)2

38、.5V時(shí)，電容通過(guò)電流源放電。當(dāng)電容電壓低于0.75V時(shí)，MOS管關(guān)斷，電流源不起作用，電容繼續(xù)被輸入電壓充電。這樣電容上的電壓就是一個(gè)有1.75V峰-峰值的鋸齒波。RS觸發(fā)器的輸出就是時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘周期約等于充電時(shí)間而電容電壓計(jì)算可得充電時(shí)間約為。第6腳為接地端。第7腳為芯片的輸出端，當(dāng)?shù)?腳所接的滯后比較器輸出高電平時(shí)，基準(zhǔn)電壓才能輸出，第7腳才有脈沖輸出。第8腳為帶隙基準(zhǔn)電路的KVt輸入，KVt輸入與Vbe相加，再通過(guò)內(nèi)部的電壓調(diào)節(jié)器，輸出穩(wěn)定精確的+5V的基準(zhǔn)，直接決定芯片電路的穩(wěn)定性。第9腳電源電壓VDD供給端,它的工作電壓必須在正常工作范圍內(nèi)芯片才能正常工作，在第9腳內(nèi)部接有一個(gè)穩(wěn)

39、壓管ZD1，其穩(wěn)壓電壓為36V,為內(nèi)部的器件提供安全的電壓環(huán)境，當(dāng)VDD超過(guò)了穩(wěn)壓管的電壓時(shí)，將會(huì)被箝位。第10腳是基準(zhǔn)電壓+5VR的輸出端，從電路中可以看出，+5VR電壓的欠壓保護(hù)，是受滯后比較器A2控制的。所以用滯后比較器，也是為了防止在它們跨越們坎時(shí)，有不確定的狀態(tài)，從而達(dá)到保護(hù)的目的4。圖3-18 內(nèi)部芯片電路總圖 PWM_out是PWM控制器芯片的輸出，是一系列的脈沖波形。是開(kāi)關(guān)電源的輸出。當(dāng)電源電壓從0V上升到8.7V時(shí)，欠壓鎖定模塊開(kāi)始工作，使基準(zhǔn)電壓源啟動(dòng)，輸出穩(wěn)定的5V電壓。然后振蕩器開(kāi)始輸出振蕩波形。最后輸出脈沖波形。在開(kāi)關(guān)電壓輸出達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的5V前，PWM控制器芯片輸出

40、占空比接近于1的脈沖，使快速上升。當(dāng)輸出達(dá)到5V后。PWM_out輸出合適的脈寬調(diào)制波形，使開(kāi)關(guān)電源輸出穩(wěn)定。第4章 芯片電路在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用4.1 芯片外部應(yīng)用電路芯片的外部引腳連接如圖4-1所示。圖4-1 芯片外部應(yīng)用電路如圖所示為芯片的外部部分連接圖，第一腳為內(nèi)部基準(zhǔn)輸入電壓提供端。第二腳輸出補(bǔ)償。第三腳輸入電壓負(fù)反饋。第四腳既輸入電流負(fù)反饋，也是過(guò)流保護(hù)輸入端。第五腳為振蕩器的外接RC電路的連接端，在第五腳處輸入鋸齒波電壓。第七腳為芯片輸出端，即為驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出端，如圖所示，它用來(lái)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管。第九腳為電源電壓VDD輸入端。為內(nèi)部電路和反饋電路提供電源電壓。第十腳為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓輸出端

41、，基準(zhǔn)電壓如圖所示為振蕩器的外部RC電路提供5V的基準(zhǔn)電壓。工作過(guò)程：電路上電時(shí)，外接的啟動(dòng)電路通過(guò)引腳9提供芯片需要的啟動(dòng)電壓。在啟動(dòng)電源的作用下，芯片開(kāi)始工作，脈沖寬度調(diào)制電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)7腳輸出驅(qū)動(dòng)外接的開(kāi)關(guān)功率管工作。功率管工作產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)取樣電路轉(zhuǎn)換為低壓直流信號(hào)反饋到4腳，維護(hù)系統(tǒng)的正常工作。電路正常工作后，取樣電路反饋的低壓直流信號(hào)經(jīng)3腳送到內(nèi)部的誤差比較放大器，與內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)送到脈寬調(diào)制電路，完成脈沖寬度的調(diào)制，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。如果輸出電壓由于某種原因變高，則3腳的取樣電壓也變高，脈寬調(diào)制電路會(huì)使輸出脈沖的寬度變窄，則開(kāi)關(guān)功率管的導(dǎo)通時(shí)

42、間變短，輸出電壓變低，從而使輸出電壓穩(wěn)定，反之亦然。鋸齒波振蕩電路產(chǎn)生周期性的鋸齒波，其周期取決于5腳外接的RC網(wǎng)絡(luò)。所產(chǎn)生的鋸齒波送到脈沖寬度調(diào)制器，作為其工作周期，脈寬調(diào)制器輸出的脈沖周期不變，而脈沖寬度則隨反饋電壓的大小而變化。PWM控制芯片輸出周期一定、高電平存在時(shí)間可調(diào)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。當(dāng)PWM芯片輸出高電平是，開(kāi)關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)，二極管關(guān)斷，輸入端直流電源將功率傳送到負(fù)載，并使電感儲(chǔ)能（電感電流上升）；當(dāng)PWM芯片輸出低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)晶體管關(guān)斷時(shí)，二極管導(dǎo)通，續(xù)流，電感儲(chǔ)能向負(fù)載釋放（電感電流下降）使負(fù)載電壓極性不變且比較平直。濾波電容使輸出的紋波進(jìn)一步減小，晶體管導(dǎo)通的時(shí)間越長(zhǎng)，傳遞到

43、負(fù)載的能量越多，輸出電壓就越高。4.2 芯片在開(kāi)關(guān)電源保護(hù)電路的中的應(yīng)用1）通過(guò)在芯片的采樣電壓處接入一個(gè)射極跟隨器，從而在控制電壓上增加了一個(gè)與脈寬調(diào)制時(shí)鐘同步的人為斜坡，它可以在后續(xù)的周期內(nèi)將I擾動(dòng)減小到零。因此，即使系統(tǒng)工作在占空比大于50或連續(xù)的電感電流條件下，系統(tǒng)也不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。不過(guò)該補(bǔ)償斜坡的斜率必須等于或略大于m22，系統(tǒng)才能具有真正的穩(wěn)定性。2）取樣電阻改用無(wú)感電阻。無(wú)感電阻是一種雙線(xiàn)并繞的繞線(xiàn)電阻，其精度高且容易做到大功率。采用無(wú)感電阻后，其阻抗不會(huì)隨著頻率的增加而增加。這樣，即使在高頻情況下取樣電阻所消耗的功率也不會(huì)超過(guò)它的標(biāo)稱(chēng)功率，因此也就不會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)現(xiàn)象。3)反

44、饋電路改用TL43l加光耦來(lái)控制。我們都知道放大器用作信號(hào)傳輸時(shí)都需要傳輸時(shí)間，并不是輸出與輸入同時(shí)建立。如果把反饋信號(hào)接到芯片的電壓反饋端，則反饋信號(hào)需連續(xù)通過(guò)兩個(gè)高增益誤差放大器，傳輸時(shí)間增長(zhǎng)。由于TL431本身就是一個(gè)高增益的誤差放大器，因此，在圖3中直接采用腳1做反饋，從芯片的腳8(基準(zhǔn)電壓腳)拉了一個(gè)電阻到腳l，腳2通過(guò)R18接地。這樣做的好處是，跳過(guò)了芯片的內(nèi)部放大器，從而把反饋信號(hào)的傳輸時(shí)間縮短了一半，使電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變快。另外，直接控制芯片的腳l還可簡(jiǎn)化系統(tǒng)的頻率補(bǔ)償以及輸出功率小等問(wèn)題。圖4-2 芯片在開(kāi)關(guān)電源保護(hù)電路的中的應(yīng)用圖經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)電路仿真，其采樣信號(hào)的波形緊緊跟隨檢測(cè)

45、電阻的電壓波形，沒(méi)有出現(xiàn)非常大的尖峰電壓。因此，該電路能有效避免因變壓器漏感等異常干擾引起的電源誤操作的問(wèn)題，也能有效避免因電源占空比過(guò)大而引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。4.3 芯片電路在單端反激式開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用這是一款A(yù)C220V輸入，DC24V輸出的單端反激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。開(kāi)關(guān)電源控制電路是一個(gè)電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。變換器的幅頻特性由雙極點(diǎn)變成單極點(diǎn)，因此，增益帶寬乘積得到了提高，穩(wěn)定幅度大，具有良好的頻率響應(yīng)特性。主要的功能模塊包括：?jiǎn)?dòng)電路、過(guò)流過(guò)壓欠壓保護(hù)電路、反饋電路、整流電路。以下對(duì)各個(gè)模塊的原理和功能進(jìn)行分析。電路原理圖如圖4-3所示。圖4-3 芯片在單端反激式開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用圖如圖4-3所示交流電由C16、L1、C15以及C14、C13進(jìn)行低通濾波，其中C16、C15組成抗串模干擾電路，用于抑制正態(tài)噪聲；C14、C13、L1組成抗共模干擾電路，用于抑制共態(tài)噪聲干擾。它們的組合應(yīng)用對(duì)電磁干擾由很強(qiáng)的衰減旁路作用。濾波后的交流電壓經(jīng)D1D4橋式整流以及電解電容C1、C2濾波后變成3lOV的脈動(dòng)直流電壓，此電壓經(jīng)R1降壓后給C8充電，當(dāng)C8的電壓達(dá)到芯片的啟動(dòng)電壓門(mén)檻值時(shí)，芯片開(kāi)始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖，由腳6輸出推動(dòng)開(kāi)關(guān)管工作。隨著芯片的啟動(dòng)R1的工作也就基本