筆記本電源適配器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）筆記本電腦電源適配器的設(shè)計(jì)與制作專業(yè)（系） 電氣工程系電氣自動(dòng)化 班 級(jí) 工業(yè)控制103 班 學(xué)生姓名 解尚鋒 指導(dǎo)老師 陳勇宏 完成日期 摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能，分析和解決實(shí)際問題的能力。它具有很強(qiáng)實(shí)踐性和綜合性，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的一種良好途徑和方法。在設(shè)計(jì)過程中，我重溫和鞏固了以前所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)技術(shù)知識(shí)，彌補(bǔ)了自身在這些方面的欠缺，同時(shí)更深刻地體會(huì)到作未自動(dòng)化控制工作者無(wú)論實(shí)在設(shè)計(jì)還是在維修檢測(cè)中都要保持清醒的頭腦嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸芬园踩_的方法去操作以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度將理論與實(shí)踐切實(shí)聯(lián)系起來(lái)。在設(shè)計(jì)中，我翻閱了大量的參考資料，努

2、力使所學(xué)的知識(shí)不斷地系統(tǒng)化，不斷地融會(huì)貫通。隨著開關(guān)電源在計(jì)算機(jī)、儀器通信、航空航天、儀器儀表及家用電器等方面的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)其需求日益增長(zhǎng)，并且對(duì)電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì)在很多方面逐漸取代了效率低、又笨重的線性電源。電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速發(fā)展，將開關(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，使其具有高穩(wěn)定性和高性價(jià)比等特性。開關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)。信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)電源技術(shù)又提出了更高的要求，從而促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。開關(guān)電源的高頻變換電路形式很多，常用的變換電路有

3、推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。本論文是基于芯片UC3842的小功率高頻開關(guān)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文共分七章進(jìn)行闡述，并配有多幅插圖，力求更具說(shuō)服力。限于本人水平和資料不足，設(shè)計(jì)中肯定存在諸多不足，敬請(qǐng)老師和同學(xué)多多批評(píng)指正！ 在設(shè)計(jì)過程中，得到了陳勇宏老師等其他老師的悉心指導(dǎo)，謹(jǐn)此表示感謝！關(guān)鍵詞：開關(guān)電源 半橋 全橋 推挽 高頻變壓器AbstractThe graduation project is to develop the the students integrated use of the basic theory, basic knowledge and basic skil

4、ls, and the ability to solve practical problems. It has a strong practical and comprehensive, and is a good way to train students to work independently and methods. In the design process, I revisit and consolidate previously learned basic theory and technical expertise, to make up for their own lack

5、 in these areas, while a better insight to make the detection of automation and control workers regardless it design or maintenance must keep sober-minded rigorous ideas to rigorous scientific approach to the theory and practice of effectively linking the safe and correct way to operate. In design,

6、I have read a lot of reference materials, efforts continue to systematic knowledge learned, constantlyPlaces in context.With the switch power source extensive use in the field of computer, communicate by letter, aeronautics and astronautics instrument appearance and domestic appliances etc, people i

7、ncreases by gradually to whose need amounts, have brought forward higher request to aspect such as power source efficiency, bulk factor and reliability .The switch power source is small with its efficiency height volume, weight makes light of to wait for advantage to have substituted the inefficient

8、, both stupid and serious linearity power source in many aspects step by step .The electric power electronic technology development, specially high efficiency component IGBT and the MOSFET rapid development ,enhances the switching power supply operating frequency to the quite high level ,enable it t

9、o have the high stability and GaoXingjia compares and so on the characteristic. One of switching power supply technology main uses is serves for the information industries. The information technology development also set a higher request to the power source technology, thus promoted the switching po

10、wer supply technology development. Switch power source high frequency alternation circuit form many, forms such as alternation circuit in common use having the push-pull, entire bridge, the bridge, only upright exciting and single end exciting partly on the contrary. This paper is based on UC3842 ch

11、ip of low power frequency switching power supply system designKey word: Switch powerhalf-bridgebridgehigh push-pullfrequency transformer目錄 第一章 緒論61.1 前言61.1.1 國(guó)內(nèi)外電源發(fā)展技術(shù)狀況61.2 選題背景71.3 本課題要求及主要研究?jī)?nèi)容8 1.4 主要技術(shù)指標(biāo)8第二章 方案論證與設(shè)計(jì)92.1 設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)9 2.1.1 整流電路的選擇與論證9 2.1.2 濾波電路的選擇與論證11 2.1.3 課題方案設(shè)計(jì)的確定11第三章 開關(guān)電源的簡(jiǎn)介12

12、3.1 開關(guān)電源概述123.2 開關(guān)電源的工作原理133.3 開關(guān)電源的組成143.4 開關(guān)電源的特點(diǎn)14第四章 主要元器件的介紹164.1 uc384216 4.1.1 簡(jiǎn)介：16 4.1.2 結(jié)構(gòu)介紹17 4.1.3 UC3842各結(jié)構(gòu)的作用及原理介紹：19 4.1.4 技術(shù)參數(shù)214.2 高頻變壓器23 4.2.1 簡(jiǎn)介23 工作原理234.2.3 高頻變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)234.3 光耦PC817264.4 電力二極管274.5 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET274.6 濾波電容284.7 啟動(dòng)電阻294.8 輸出濾波電容294.9 反激式轉(zhuǎn)換器開關(guān)晶體管30第五章 電路原理及組成315.1

13、電源設(shè)計(jì)指標(biāo)315.2 總體電路框圖31 輸入濾波電路(電源噪聲濾波器)32 整流濾波電路325.2.4 振蕩電路335.2.5 開關(guān)管過流保護(hù)電路33 振蕩器與時(shí)鐘電路345.2.7 短路保護(hù)電路35第六章 電路調(diào)試376.1 測(cè)量?jī)x器376.2 注意事項(xiàng)376.2.2 測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗376.2.3 測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)電路的帶寬376.2.4 要正確選擇測(cè)量點(diǎn)376.2.5 測(cè)量方法要方便可行386.3 調(diào)試步驟386.3.1 電觀察：386.3.2 靜態(tài)調(diào)試：386.3.3 動(dòng)態(tài)調(diào)試：386.4 調(diào)試結(jié)果38第七章 總結(jié)與心得體會(huì)39總結(jié)39心

14、得體會(huì)39參考文獻(xiàn)41附錄1：元件清單42附錄2：PCB電路圖43附錄3：總體電路圖44第一章 緒論1.1 前言電力電子學(xué)是綜合應(yīng)用電工理論、電子技術(shù)及控制理論等，利用電力電子(功率半導(dǎo)體)器件控制或變換電能，以達(dá)到合理而高效率地使用能源。它是電力、電子、控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉學(xué)科。電力電子技術(shù)是近年來(lái)最活躍的研究領(lǐng)域之一。作為聯(lián)系弱電與強(qiáng)電的紐帶，電力電子技術(shù)提供了控制電功率流動(dòng)與改變電能形態(tài)的有力手段，在小至數(shù)瓦，大至數(shù)千千瓦乃至數(shù)十兆瓦的范圍內(nèi)都得到了廣泛應(yīng)用。隨著功率半導(dǎo)體制造技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，以及控制理論的不斷進(jìn)步，電力電子技術(shù)向著大功率、高頻化及智能化方向發(fā)

15、展，應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)⒏訌V闊。1.2 國(guó)內(nèi)外電源發(fā)展技術(shù)狀況電力電子技術(shù)與裝置的市場(chǎng)需求與日俱增，其中電源是電力電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。隨著微電子制造技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、家用電器得到飛速發(fā)展，這些設(shè)備內(nèi)部往往需要采用直流穩(wěn)壓電源供電。很多關(guān)鍵的設(shè)備還需要不間斷電源，以確保市電停電時(shí)設(shè)備仍能工作。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的電子元器件、新電磁材料、新變換技術(shù)、新控制理論及新的軟件不斷的出現(xiàn)并應(yīng)用到開關(guān)電源，使開關(guān)電源達(dá)到了頻率高、效率高、功率密度高、功率因數(shù)高、可靠性高。因此，許多領(lǐng)域，例如郵電通信、軍事裝備、交通設(shè)施、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、家用電器等都越來(lái)越多的應(yīng)用開關(guān)電源

16、，并取得了顯著效益。隨著芯片集成度的不斷提高，電子設(shè)備內(nèi)功能部件的體積不斷減小，因而要求設(shè)備內(nèi)部電源的體積和重量不斷減小。提高開關(guān)頻率是減小開關(guān)電源體積和重量的基本措施，因?yàn)樽儔浩骱碗姼须娙莸葹V波元件的體積和重量隨頻率的提高而減小。高頻化、小型化、模塊化和智能化是直流開關(guān)電源的發(fā)展方向。高頻化是小型化和模塊化的基礎(chǔ)，目前開關(guān)頻率為數(shù)百KHZ至數(shù)MHz的開關(guān)電源已有使用。功率重量比或功率體積比是表征電源小型化的重要指標(biāo)，50w/in的開關(guān)電源早已上市，目前己向120W/i發(fā)展。模塊化與小型化分不開，同時(shí)模塊化可提高電源的可靠性，簡(jiǎn)化生產(chǎn)與使用。模塊電源的并聯(lián)串聯(lián)和級(jí)聯(lián)既便于用戶使用，也便于生產(chǎn)。

17、智能化是便于使用和維修的基礎(chǔ)，無(wú)人值守的電源機(jī)房、航空和航天器電源系統(tǒng)等都要求高度智能化，以實(shí)現(xiàn)正常、故障應(yīng)急和危急情況下對(duì)電源的自動(dòng)管理?，F(xiàn)代越來(lái)越復(fù)雜的電子設(shè)備對(duì)電源提出了各種各樣的負(fù)載需求。一個(gè)特定用途的電源裝置，應(yīng)當(dāng)具有符合負(fù)載要求的性能參數(shù)和外特性，這是基本的要求。安全 可靠是必須加以保證的。高效率、高功率因數(shù)、低噪音是普遍關(guān)注的品質(zhì)。無(wú)電網(wǎng)污染、無(wú)電磁干擾、省電節(jié)能等綠色指標(biāo)是全球范圍的熱門話題，并有相關(guān)的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行約束。電源技術(shù)發(fā)展到今天，己融匯了電子、功率集成、自動(dòng)控制、材料、傳感、算機(jī)、電磁兼容、熱工等諸多技術(shù)領(lǐng)域的精華，已從多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科成長(zhǎng)為獨(dú)樹一幟的功

18、率電子學(xué)。1.3 選題背景隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來(lái)越多，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切。任何電子設(shè)備都離不開可靠的電源，它們對(duì)電源的要求也越來(lái)越高。由于調(diào)整管工作在線性放大狀態(tài)，為了保證輸出電壓穩(wěn)定，其集電極與發(fā)射極之間必須承受較大的電壓差，導(dǎo)致調(diào)整管的功耗較大，電源效率很低，一般只有45%左右。另外，由于調(diào)整管上消耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器，很難滿足現(xiàn)代電子設(shè)備發(fā)展的需要。中國(guó)科學(xué)院電工所最近研制成功的“50kW/40kHz高壓穩(wěn)壓電源”代表著國(guó)內(nèi)高頻大功率開關(guān)電源的先進(jìn)技術(shù)水平。“200kW開關(guān)電

19、源”的研究,標(biāo)志著我國(guó)的高功率脈沖電源技術(shù)翻開了歷史性的一頁(yè)。 目前,國(guó)外的高功率開關(guān)電源研制技術(shù)較為成熟,并主要應(yīng)用于工業(yè)和軍事上。在粒子加速器、電磁發(fā)射、電磁推進(jìn)、微波武器等脈沖功率技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域中,電源設(shè)備的平均功率通常在幾百千瓦甚至幾兆瓦以上,體積和重量只有國(guó)內(nèi)的幾十分之一,而且自動(dòng)化程度非常高。 近年來(lái),國(guó)內(nèi)的小功率開關(guān)電源技術(shù)已日趨成熟,基本能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)和軍事發(fā)展的需要。 新型的高功率開關(guān)電源（平均功率200kW）具有體積小、重量輕、效率高、穩(wěn)壓范圍寬等優(yōu)勢(shì),而且具有先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)。近年來(lái)，在高壓大功率的應(yīng)用場(chǎng)合，開關(guān)電源作為一種高效好型、高性能的電源己廣泛用于家用電器、電

20、子計(jì)算機(jī)、變頻器等電子設(shè)備中。采用開關(guān)電源后，可以使相關(guān)裝置體積小、重量輕、功耗低、穩(wěn)壓范圍寬，大大地改善了裝置的控制可靠性及保護(hù)性能。1.4 本課題要求及主要研究?jī)?nèi)容研究開關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)方法，并按照設(shè)計(jì)指標(biāo)要求進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)。具體要求如下： 分析、掌握該課題總體方案，廣泛閱讀相關(guān)技術(shù)資料，并提出自己的見解。 掌握開關(guān)電源的工作原理。 設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)調(diào)試方法，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求：交流輸入電壓：AC 100240V輸出電壓：19V第二章 方案論證與設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)作為筆記本電源適配器而言，輸入電壓范圍應(yīng)該在100V265V范圍內(nèi)，頻率是5060Hz，輸入電流：

21、01.7A。而對(duì)于65W電源適配器而言，輸出電壓的要求則是19VDC，輸出電流3.42A。當(dāng)筆記本電源適配器空載時(shí)電壓輸出誤差為0.1%到5%，并且空載功耗小于200mW。只有滿足這些條件的電源適配器才可以算得上是理想的。2.1.1 整流電路的選擇與論證方案一：采用半波整流電路，它是一種最簡(jiǎn)單的整流電路。如圖2-1所示： 圖2-1 半波整流電路它由電源變壓器、整流二極管D和負(fù)載電阻Rfz組成。變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的交變電壓e2，D 再把交流電變換為脈動(dòng)直流電。但它是以“犧牲”一半交流為代價(jià)而換取整流效果的，電流利用率很低，因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合。 方案二：全波整

22、流電路，如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖2-2是全波整流電路的原理圖。全波整流電路，可以看作是由兩個(gè)半波整流電路組合成的。變壓器次級(jí)線圈中間需要引出一個(gè)抽頭，把次組線圈分成兩個(gè)對(duì)稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個(gè)電壓e2a、e2b，構(gòu)成e2a、D1、Rfz與e2b、D2、Rfz ，兩個(gè)通電回路。全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，從而大大地提高了整流效率，但是需要一個(gè)變壓器，并且變壓器上要有一個(gè)使兩端對(duì)稱的次級(jí)中心抽頭，這給其制作上帶來(lái)很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍

23、，因此需用能承受較高電壓的二極管。圖2-2 全波整流電路方案三：橋式整流電路，它是使用最多的一種整流電路。其電路原理如圖2-3所示： 圖2-3 橋式整流電路橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要在全波整流電路中增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)。而同時(shí)橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整洗電路小一半，在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。方案四：肖特基整流管，它的應(yīng)用原理圖2-4如下。圖2-4 采用肖特基二極管的整流電路肖特基整流管僅用一種載流子（電子）輸送電荷，在勢(shì)壘外側(cè)無(wú)過剩少數(shù)載流子的積累，因此，不存在電荷儲(chǔ)存問題，使開關(guān)特

24、性獲得時(shí)顯改善。其反向恢復(fù)時(shí)間已能縮短到 10ns 以內(nèi)。但它的反向耐壓值較低，一般不超過 100V。因此適宜在低壓、大電流情況下工作。利用其低壓降這特點(diǎn)，能提高低壓、大電流整流（或續(xù)流）電路的效率 。在將肖特基二極管應(yīng)用到的整流電路當(dāng)中。如圖3-3所示。通常配合緩沖電路（由電阻和電容組成），可以阻尼二極管振蕩，降低高頻傳導(dǎo)及輻射噪聲。通過上述四個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)最終選擇方案三作為輸入整流電路，方案四作為輸出整流電路。2.1.2 濾波電路的選擇與論證方案一：采用有源濾波電路。有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用，同時(shí)還可以進(jìn)行放大。由于電路的組

25、成和設(shè)計(jì)也較復(fù)雜，并且有源濾波電路的負(fù)載不影響濾波特性，因此有源濾波電路常用于信號(hào)處理要求高的場(chǎng)合，不適用于高電壓大電流的場(chǎng)合。所以有源濾波電路不適合用于此次設(shè)計(jì)中的輸出濾波電路。 方案二：采用無(wú)源濾波電路。無(wú)源濾波電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)，由于無(wú)源濾波電路通常用在功率電路中，比如直流電源整流后的濾波，或者大電流負(fù)載時(shí)采用LC（電感、電容）電路濾波。因此在本次設(shè)計(jì)中采用該電路作為輸出濾波電路。2.1.3 課題方案設(shè)計(jì)的確定筆記本電源適配器屬于小型的便攜式電子電器及電子設(shè)備的供電電源變換設(shè)備，對(duì)于筆記本電源適配器電路，常見的額定功率包括65W，75W，90W 等。其中對(duì)于額定功率為65W電源適配

26、器的批量在市場(chǎng)具有相當(dāng)大的比例。設(shè)計(jì)這種額定功率為65W的電源適配器，電源內(nèi)部無(wú)需PFC，系統(tǒng)主要只含有PWM，一般由濾波電路、整流電路、電源變壓器和外殼組成，它的輸出類型屬于直流輸出的類型。在額定負(fù)載和空載條件下，要同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高能效，關(guān)鍵就在于要采用能夠根據(jù)負(fù)載狀況調(diào)整工作模式的智能控制器。第三章 開關(guān)電源的簡(jiǎn)介3.1開關(guān)電源概述隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，特別是微處理器和半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的開發(fā)利用，孕育了電子系統(tǒng)的新一代產(chǎn)品。顯然，那種體積大而笨重的使用工頻變壓器的線性調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源已經(jīng)過時(shí)。取而代之的是小型化、重量輕、效率高的隔離式開關(guān)電源。隔離式開關(guān)電源的核心是一種高頻電源變換電

27、路。它使交流電源高效率地產(chǎn)生一路或多路經(jīng)調(diào)整的穩(wěn)壓直流電壓。早在70年代，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成化的開關(guān)電源就已被廣泛地應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)、彩色電視機(jī)、衛(wèi)星通信設(shè)備、程控交換機(jī)、精密儀表等電子設(shè)備。這是由于開關(guān)電源能夠滿足現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)多種電壓和電流的需求。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展，高反壓快速開關(guān)晶體管使無(wú)工頻變壓器的開關(guān)電源迅速實(shí)用化。而半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展又為開關(guān)電源控制電路的集成化奠定了基礎(chǔ)，適應(yīng)各類開關(guān)電源控制要求的集成開關(guān)穩(wěn)壓器應(yīng)運(yùn)而生，其功能不斷完善，集成化水平也不斷提高，外接元件越來(lái)越少，使得開關(guān)電源的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和調(diào)整工作日益簡(jiǎn)化，成本也不斷下降。目前已形成了各類功能

28、完善的集成開關(guān)穩(wěn)壓器系列。近年來(lái)高反壓MOS大功率管的迅速發(fā)展，又將開關(guān)電源的工作頻率從20KHZ提高到150-200KHZ，其結(jié)果是使整個(gè)開關(guān)電源的體積更小，重量更輕，效率更高。開關(guān)電源的性能價(jià)格比達(dá)到了前所未有的水平，使它在于線性電源的競(jìng)爭(zhēng)中具有先導(dǎo)之勢(shì)。在70年代后期，功率在100W以上的開關(guān)電源是有競(jìng)爭(zhēng)力的。到1980年，功率在50W以上就具有競(jìng)爭(zhēng)力了。隨著開關(guān)電源性能的改善，到80年代后期，電子設(shè)備的消耗功率在20W以上。就要考慮使用開關(guān)電源了。過去，開關(guān)電源在小功率范圍內(nèi)成本較高，但進(jìn)入90年代后，其成本下降非常顯著“當(dāng)然這包括了功率元件，控制元件和磁性元件成本的大幅度下降”此外，

29、能源成本的提高也是促進(jìn)開關(guān)電源發(fā)展的因素之一。3.2開關(guān)電源的工作原理開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比調(diào)整輸出電壓，開關(guān)電源的工作原理可以用圖1-1進(jìn)行說(shuō)明。圖中輸入的直流不穩(wěn)定電壓Ui經(jīng)開關(guān)S加至輸出端，S為受控開關(guān)，是一個(gè)受開關(guān)脈沖控制的開關(guān)調(diào)整管，若使開關(guān)S按要求改變導(dǎo)通或斷開時(shí)間，就能把輸入的直流電壓Ui變成矩形脈沖電壓。這個(gè)脈沖電壓經(jīng)過濾波電路進(jìn)行平滑濾波后就可得到穩(wěn)定的直流輸出電壓Uo。為了方便分析開關(guān)電源電路，定義脈沖占空比如下D= 式中，T表示開關(guān)S的開關(guān)重復(fù)周期；Ton表示開關(guān)S在一個(gè)開關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間。開關(guān)電源直流輸出電

30、壓Uo與輸入電壓Ui之間有如下關(guān)系：由（1-1）和（1-2）可以看出，若開關(guān)周期T一定，改變開關(guān)S的導(dǎo)通時(shí)間Ton,即可改變脈沖占空比D,從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。T不變，只改變Ton來(lái)實(shí)現(xiàn)占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式叫做脈沖寬度調(diào)制（PWM）。由于PWM式的開關(guān)頻率固定，輸出濾波電路比較容易設(shè)計(jì)，易實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，因此PWM式開關(guān)電源用得較多。若保持Ton不變，利用改變開關(guān)頻率f=1/T實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓Uo穩(wěn)壓的方法，稱做脈沖頻率調(diào)制（PFM）。由于該方式的開關(guān)頻率不固定，因此輸出濾波電路的設(shè)計(jì)不易實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。既改變Ton，又改變T，實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式稱做脈沖調(diào)頻條寬

31、方式。在各種開關(guān)電源中，以上三種脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式均有應(yīng)用。3.3開關(guān)電源的組成開關(guān)電源的基本組成如圖3-3所示。其中DC/DC變換器中用以進(jìn)行功率變換，它是開關(guān)的核心部分；驅(qū)動(dòng)器是開關(guān)信號(hào)的放大部分，對(duì)來(lái)自信號(hào)源的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行放大和整形，以適應(yīng)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)要求；信號(hào)源產(chǎn)生控制信號(hào)，該信號(hào)由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是PWM信、PFM信號(hào)或其他信號(hào)；比較放大器對(duì)給定信號(hào)和輸出反饋信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，控制開關(guān)信號(hào)的幅值、頻率、波形等，通過驅(qū)動(dòng)器控制開關(guān)器件的占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。除此之外，開關(guān)電源還有輔助電路，包括啟動(dòng)、過流過壓保護(hù)、輸入濾波、輸出采樣功能指示。反饋回路檢測(cè)其輸出

32、電壓、并與基準(zhǔn)電壓比較，其誤差通過誤差放大器進(jìn)行放大，控制脈寬調(diào)制電路，再經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路控制半導(dǎo)體開關(guān)的通斷時(shí)間，從而調(diào)整輸出電壓。DC/DC變換器有多種電路形式，其中控制波形為方波的PWM變換器以及工作波形為準(zhǔn)正弦波的諧波變換器應(yīng)用較為普遍。開關(guān)電源的負(fù)載變換瞬態(tài)響應(yīng)主要由輸出端LC濾波器的特性決定，所以可以通過提高開關(guān)頻率、降低輸出濾波器LC的方法來(lái)改善瞬態(tài)響應(yīng)特性。3.4 開關(guān)電源的特點(diǎn)開關(guān)電源具有如下特點(diǎn)：（1）效率高。開關(guān)電源的功率開關(guān)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以調(diào)整管的功耗小，效率高，一般在80%90%，高的可達(dá)90%以上；（2）重量輕。由于開關(guān)電源省掉了笨重的電源變壓器，節(jié)省了大量的

33、漆包線和硅鋼片，從而使其重量只有同容量線性電源的1/5，體積也大大縮小了；（3）穩(wěn)壓范圍寬。開關(guān)電源的交流輸入電壓在90270V內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化在2%以下。合理設(shè)計(jì)開關(guān)電源電路，還可以穩(wěn)壓范圍更寬并保證開關(guān)電源的高效率；（4）安全可靠。在開關(guān)電源中，由于可以方便地設(shè)置各種形式的保護(hù)電路，因此當(dāng)電源負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電源，保障其功能可靠；（5）功耗小。由于功率開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，損耗小，不需要采用大面積散熱器，電源溫升低，周圍元件不致因長(zhǎng)期工作在高溫環(huán)境而損壞，因此采用開關(guān)電源可以提高整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性。第四章 主要元器件的介紹4.1 uc3842 4.1.1 簡(jiǎn)介：塑料封裝

34、外殼： 圖4.1塑料封裝外殼 圖4.2俯視圖 UC3842（電流型脈寬調(diào)制器）是一種高性能的固定頻率電流型單端輸出脈寬調(diào)制器（PWM）控制,具有管教數(shù)量少，外圍電路簡(jiǎn)單、安裝與調(diào)試簡(jiǎn)便、性能優(yōu)良、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，能通過高頻變壓器與電網(wǎng)隔離,適于構(gòu)成無(wú)工頻變壓器的20-50W小功率開關(guān)電源.穩(wěn)壓性能好,其電壓調(diào)整率可達(dá)0.01%/V,除具有輸入端過壓保護(hù)與輸出端過流保護(hù)電路之外,還設(shè)有欠壓鎖定電路（當(dāng)電源電壓超過16V或低于10V時(shí),集成電路停止工作.）,使工作穩(wěn)定可靠.是專為脫線式直流變換電路設(shè)計(jì)的,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,它集成了振蕩器、有溫度補(bǔ)償?shù)母咴鲆嬲`差放大器、電流檢測(cè)比較器、圖騰柱式輸

35、出電路、輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路及PWM鎖存器電路。該芯片主要有以下性能:(1)可調(diào)整振蕩器的放電電流以產(chǎn)生精確的占空比;(2)最高開關(guān)頻率可達(dá)500kHz;( 3 )帶鎖定的PWM ( Pulse WidthModulation),可以實(shí)現(xiàn)逐個(gè)脈沖的電流限制;(4)具有內(nèi)部可調(diào)整的參考電源,可以進(jìn)行欠壓鎖定;(5)圖騰柱輸出電路能夠提供大電流輸出,輸出電流可達(dá)1A,可直接對(duì)MOSFET進(jìn)行驅(qū)動(dòng);(6)帶滯環(huán)的欠壓鎖定電路可有效地防止電路在閾值電壓附近工作時(shí)的振蕩;(7)起動(dòng)電流和工作電流低,啟動(dòng)電流小于1mA,正常工作電流為15mA;(8)可直接與MOTOROLA的SENSEFET產(chǎn)品接口；

36、(9)自動(dòng)反饋補(bǔ)償電路，雙脈沖抑制，從而使其有較強(qiáng)的負(fù)載響應(yīng)特性。圖4.3 UC3842的內(nèi)部框圖電流型脈寬調(diào)制器UC3842的主要優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)味溯敵?，可直接?qū)動(dòng)雙極型功率管或場(chǎng)效應(yīng)管；管腳數(shù)量少，外圍電路簡(jiǎn)單；電壓調(diào)整率可達(dá)0.01%；工作頻率更可高達(dá) 500 kHz；啟動(dòng)電流小于1 mA，正常工作電流為12 mA；欠壓鎖定，帶滯后；鎖存脈寬調(diào)制，可逐周限流；并可利用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)隔離。它適用于無(wú)工頻變壓器的低于250w的小功率開關(guān)電源，其工作溫度為0+70，最高輸入電壓為36 V，具有最大電流為1A的拉、灌輸出電流。其內(nèi)部參考圖：VREF圖4.4 UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4.1.2 結(jié)構(gòu)介

37、紹下圖出示了其內(nèi)部電路圖和引腳圖圖4.5 UC3842內(nèi)部電路圖及引腳圖UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8 個(gè)引腳，各腳功能如下： 腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V 基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，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

38、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。表1.1 UC3842引腳功能引腳號(hào)12345678功能補(bǔ)償反饋電流檢測(cè)RT/CT地輸出VO輸入VIVref(2)、其應(yīng)用電路圖如下所示： 圖4.6 UC3842應(yīng)用電路圖4.1.3 UC3842各結(jié)構(gòu)的作用及原理介紹：、由恒頻時(shí)鐘脈沖置位鎖存器,輸出脈沖,以驅(qū)動(dòng)功率管導(dǎo)通,使電源回路的電流增大。當(dāng)電流在采樣電阻Rs 上的電壓降幅值達(dá)到Ue 時(shí),電流測(cè)定比較器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn),鎖存器復(fù)位,驅(qū)動(dòng)撤除,功率管截止。這樣逐個(gè)檢測(cè)和調(diào)節(jié)電流脈沖就可達(dá)到控制電源輸出的目的。、UC3842 內(nèi)部具有完備的輸入過壓

39、保護(hù)和欠壓鎖定功能。當(dāng)工作電壓Ucc 大于34 V 時(shí),穩(wěn)壓管穩(wěn)壓,使內(nèi)部電路在小于34 V 下可靠工作;欠壓時(shí),依靠滯環(huán)比較器UVLO 實(shí)現(xiàn)鎖定。當(dāng)Vcc小于開啟電壓閥值時(shí),整個(gè)電路耗電僅1 mA ,高壓可直接由輸入電阻Rin 降壓后為芯片供電,由輸入電容推動(dòng)建立電壓。由于啟動(dòng)和關(guān)閉閥值之間有6 V 的差值,可以有效地防止電路在閥值電壓附近工作時(shí)的振蕩。一般設(shè)置自饋電的感應(yīng)繞組,當(dāng)開關(guān)電源正常工作后, 轉(zhuǎn)由自饋電供給UC3842 ,電流將升至15 mA。若將1 腳電壓降到低于1. 4 V 或?qū)? 腳電壓升到高于1 V ,電流測(cè)定比較器輸出高電平,PWM鎖存器復(fù)位,關(guān)閉輸出,利用這一點(diǎn),則還可

40、方便地設(shè)UC3842 的輸出過壓保護(hù)。、振蕩器 振蕩器頻率由定時(shí)元件RT和CT選擇值決定。電容CT由5.0V的參考電壓通過電阻RT充電，充至約2.8V，再由一個(gè)內(nèi)部的電流宿放電至1.2V。在CT放電期間，振蕩器產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部消隱脈沖保持“或非”沒的中間輸入為高電平，這導(dǎo)致輸出為底狀態(tài)，從而產(chǎn)生了一個(gè)數(shù)量可控的輸出靜區(qū)時(shí)間。振蕩器門限是溫度補(bǔ)償?shù)模烹婋娏髟赥=25時(shí)被微調(diào)并確保在正負(fù)10%之內(nèi)，這些內(nèi)部電路的優(yōu)點(diǎn)使振蕩器頻率及最大輸出占空比的變化最小。、誤差放大器其提供了一個(gè)有可訪問反向輸入和輸出的全補(bǔ)償誤差放大器。此放大器具有90dB的典型直流電壓增益和具有57度相位余量的1.0MHz的增益為

41、1帶寬。同相輸入在內(nèi)部偏置于2.5V而不經(jīng)管腳引出。典型情況下變換器輸出電壓通過一個(gè)電阻分壓器分壓，并由反向輸入監(jiān)視。最大輸入偏置電流為2.0微安，它將引起輸出電壓誤差，后者等于輸入偏置電流和等效輸入分壓起源電阻的乘積。、電流檢測(cè)電路,如下圖所示。UC3842作為電流模式控制器工作，輸出開關(guān)導(dǎo)通由振蕩器起始，當(dāng)峰值電感電流達(dá)到誤差放大器輸出（管腳1）建立的門限電平時(shí)中止。這樣在逐周基礎(chǔ)上誤差信號(hào)控制峰值電感電流。所用的電流取樣比較器脈寬調(diào)制鎖存配置確保在任何給定的振蕩器周期內(nèi)，僅有一個(gè)單脈沖出現(xiàn)在輸出端。電感電流通過插入一個(gè)與輸出開關(guān)Q1源級(jí)串聯(lián)的以地位參考的取樣電阻Rs轉(zhuǎn)換成電壓。此電壓由電

42、流取樣輸入（管腳3）監(jiān)視并與來(lái)自誤差放大器的輸出電平相比較。正常運(yùn)行時(shí),檢測(cè)電阻RS 的峰值電流由誤差放大器EPA 控制,為Is = ( Ve - 1. 4 V)P(3 RS ) 。當(dāng)電源輸出過載或者如果輸出電壓取樣丟失時(shí)，一樣的工作條件將出現(xiàn)。在這些條件下，電流測(cè)定比較器反向輸入箝位電壓為1 V ,故最大電流限制在IS = 1 VPRS ,過流及短路保護(hù)十分簡(jiǎn)單。電流檢測(cè)和限定: 圖4.7 電流檢測(cè)電路4.1.4 技術(shù)參數(shù)圖4.8 封裝外形圖表1.2 UC3842 引出端功能 表1.3 UC3842最大額定值（除非特別說(shuō)明外，Tamb=25C）試電路圖如下：圖4.9 UC3842電特性參數(shù)測(cè)

43、試電路圖表1.4 UC3842電特性參 UC3842 是開關(guān)電源的核心, 它能產(chǎn)生頻率固定而占空比可調(diào)的控制電壓, 通過改變開關(guān)功率管的通斷狀態(tài), 來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的高低, 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的。如由于某種原因使V O 升高時(shí), PWM 就改變控制電壓的占空比, 使斬波后的電壓均值下降, 導(dǎo)致VO 下降, 最后使VO趨于穩(wěn)定; 反之亦然。4.2 高頻變壓器4.2.1 簡(jiǎn)介高頻變壓器是工作頻率超過中頻（10kHz）的電源變壓器，高頻變壓器是作為開關(guān)電源最主要的組成部分。開關(guān)電源中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多。比如半橋式功率轉(zhuǎn)換電路，工作時(shí)兩個(gè)開關(guān)三極管輪流導(dǎo)通來(lái)產(chǎn)生100kHz的高頻脈沖波，然后通過高頻變壓器進(jìn)行變壓

44、，輸出交流電，高頻變壓器各個(gè)繞組線圈的匝數(shù)比例則決定了輸出電壓的多少。4.2.2工作原理變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。 變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。4.2.3 高頻變壓器參數(shù)設(shè)計(jì) 開關(guān)電源比較核心的問題就是高頻變壓器的參數(shù)設(shè)計(jì)，現(xiàn)在針對(duì)設(shè)計(jì)要求我們來(lái)一步步設(shè)計(jì)每個(gè)參數(shù)。 （1）工作頻率和最大占空比的確定選定開關(guān)頻率f=100kHz，則周期。因?yàn)閷捿斎朔秶?，若電路工作于連續(xù)模式將發(fā)生振蕩，因此必須讓它工作于電流

45、斷續(xù)模式，為了保證電路工作于電流斷續(xù)模式，需要保證整個(gè)輸入電壓范圍下，其中是在寬輸入電壓為最小值時(shí)取的最大占空比，表示復(fù)位占空比；采用電流斷續(xù)模式時(shí)，復(fù)位占空比，留出0.15的裕度，保持輸出電壓恒定輸出。（2） 計(jì)算變比變比可由下式計(jì)算得到：式中為變壓器效率，和為變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓；一般變壓器效率=0.800.95，包含導(dǎo)線銅損耗、磁芯損耗以及漏感引起的籍位損耗，這里取=0.80。，為開關(guān)管壓降，這里取1V; , 為輸出電路中所有壓降，包括整流器壓降、電流取樣電阻壓降和線路壓降等，這里取1V。于是有：（3） 次級(jí)電感量和初級(jí)電感量由上面推導(dǎo)得：，式中為變壓器輸出功率。代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)變比

46、得到初級(jí)電感量為：（4） 初級(jí)峰值電流平均電流（5） 磁芯材料的選擇和尺寸的計(jì)算選擇Magnetics公司P材料，100飽和磁感應(yīng)，查磁芯手冊(cè)可知頻率為30kHz時(shí)損耗(mw/cm)與頻率、磁感應(yīng)關(guān)系為：式中：為頻率（kHz）,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度（kGs），如果,f=30khz,則解得應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式，則：根據(jù) 選擇EI-28,其。（6）計(jì)算原副邊匝數(shù)次級(jí)峰值電流為：次級(jí)匝數(shù)： 取4匝， 則有：，取22匝。初級(jí)匝數(shù)取整對(duì)變比影響很小，占空比、初級(jí)電流等不必重算，其中為磁芯有效截面積。（7）計(jì)算反饋繞組匝數(shù)因?yàn)樾酒膯?dòng)電壓是16V,所以U=16V。N=NN=98=5.2 取6匝。計(jì)算副邊繞組的線徑考慮

47、集膚效應(yīng)及鄰近效應(yīng)，副邊繞組的導(dǎo)線半徑應(yīng)約為選擇副邊繞組的線徑時(shí)，查閱導(dǎo)線規(guī)格表，選取19號(hào)AWG導(dǎo)線，標(biāo)稱面積為6.53，滿足導(dǎo)線半徑的要求。假定電流密度值取150A/cm,19號(hào)AWG導(dǎo)線可通過1A電流。副邊繞組的電流為5A,因此，副邊繞組選5股線絞繞，則每股線電流為3A（8）氣隙長(zhǎng)度計(jì)算氣隙長(zhǎng)度計(jì)算公式：式中 氣隙長(zhǎng)度mm ； ； 原邊匝數(shù)； 原邊電感mH ; 磁芯面積。代入數(shù)據(jù)得：（9）計(jì)算導(dǎo)線尺寸次級(jí)電流有效值為： 選取電流密度2A/,導(dǎo)線面積為 初級(jí)電流總有效值為 初級(jí)導(dǎo)線截面積為 （10） 變壓器繞組的繞制結(jié)構(gòu)因?yàn)樽儔浩骼@制結(jié)構(gòu)的好壞，會(huì)直接影響電源輸出的紋波的大小，因而在本電路

48、中采用三明治繞法：首先將一次側(cè)繞組并繞于第一層上；然后繞二次側(cè)，最后將輔助供電繞組繞于最上層。4.3 光耦PC817PC81712是常用的線性光藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當(dāng)作耦合器件，具有上下級(jí)電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響.當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實(shí)現(xiàn)了“電-光-電”的轉(zhuǎn)換。普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號(hào)（開關(guān)信號(hào)），不適合傳輸模擬信號(hào)。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號(hào)，這樣隨著輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光信號(hào)，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出

49、的電壓或電流也隨之不同,PC817光電耦合器不但可以起到反饋?zhàn)饔眠€可以起到隔離作用。主要應(yīng)用范圍：開關(guān)電源、適配器、充電器、UPS、DVD、空調(diào)及其它家用電器等產(chǎn)品6。 圖2.1.10 PC817的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.4 電力二極管電力二極管可分為普通二極管, 快恢復(fù)二極管,肖特基二極管三種。(1) 普通二極管(General Purpose Diode)普通二極管又稱為整流二極管(Rectifier Diode)，多用于開關(guān)頻率不高(1 kHz以下)的整流電路中。其反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，一般在5 s以上，這在開關(guān)頻率不高時(shí)并不重要。其正向電流定額值和反向電壓定額值可以達(dá)到很高，分別可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千

50、伏以上。 (2) 快恢復(fù)二極管(FRD)快恢復(fù)二極管是恢復(fù)過程很短，特別是反向恢復(fù)過程很短的二極管，簡(jiǎn)稱為快速二極管。快速二極管在工藝上多采用了摻金措施，有的采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進(jìn)的PiN結(jié)構(gòu)。采用外延型PiN結(jié)構(gòu)的快恢復(fù)外延二極管(Fast Recovery Epitaxial Diodes，F(xiàn)RED)，其反向恢復(fù)時(shí)間更短(可低于50 ns)，正向壓降也很低(0.9 V左右)，但其反向耐壓多在400 V以下?？焖俣O管從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個(gè)等級(jí)，前者反向恢復(fù)時(shí)間為數(shù)百納秒或更長(zhǎng)，后者則在100 ns以下，有的甚至達(dá)到2030 ns。(3) 肖特基二極管 以金屬和半導(dǎo)體

51、接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管稱為肖特基勢(shì)壘二極管(SBD)，簡(jiǎn)稱為肖特基二極管。肖特基二極管的優(yōu)點(diǎn)很多，主要是：反向恢復(fù)時(shí)間很短(1040 ns)，正向恢復(fù)過程中不會(huì)有明顯的電壓過沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管；其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高。肖特基二極管的不足之處是：當(dāng)反向耐壓提高時(shí)，其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求，因此多用于200 V以下；反向漏電流較大且對(duì)溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度。4.5 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET (1) 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特點(diǎn)電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管主要指絕緣柵型中的MOS型，

52、簡(jiǎn)稱電力MOSFET。其特點(diǎn)是：用柵極電壓來(lái)控制漏極電流，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性好，電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10 kW的電源電子裝置。(2) 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和工作原理(a) N溝道內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖； (b) 電氣圖形符號(hào)圖1.1.11 電力MOSFET的結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào)電力MOSFET的種類按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道，如圖1-5所示。其中G為柵極，S為源極，D為漏極。電力MOSFET的工作原理是：在截止?fàn)顟B(tài)，漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)反偏，漏源極之間無(wú)電流流過；在導(dǎo)電狀態(tài)，在柵

53、源極間加正電壓UGS，柵極是絕緣的，所以不會(huì)有柵極電流流過，但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開，而將P區(qū)中的電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面。4.6 濾波電容濾波電路是以穩(wěn)壓電路為負(fù)載的，可以認(rèn)為是恒流放電，則濾波電容的電容可以根據(jù)以下公式估算： C= t放電時(shí)間，采用橋式整流電路時(shí)，最大放電時(shí)間可取交流電源的半周（10ms），I濾波電容放電電流，一般可取最大負(fù)載電流0.4A。濾波電容上電壓在平均值上下的波動(dòng)量，本電容去2V，則總波動(dòng)量為4V。則電容C5的容量值可求得： 電容器的耐壓值U應(yīng)按市電電壓升到最大值，以及負(fù)載為空載時(shí)的情況來(lái)進(jìn)行選擇，即：U=1.1U=341.22V4.7啟動(dòng)電阻為了正常啟動(dòng)，電容器C必須儲(chǔ)存足夠的能量，電容容量應(yīng)足夠大,電壓小于16V時(shí)，芯片工作電流小于1mA，但是，通常情況下，VCC端電壓都比較大，這樣完全通過R1來(lái)提供正常工作電壓就會(huì)使R1自身功耗太大，對(duì)整個(gè)電源來(lái)說(shuō)效率太低。一般來(lái)說(shuō)，隨著UC3842的啟動(dòng)，R1的工作也就基本結(jié)束，接下來(lái)就由反饋繞組產(chǎn)生電壓來(lái)為