开关电源毕业设计论文(3)

图 4-1 开关电源的电气原理图

4.1.1 整流电路的设计

电路中的桥式整流电路如图 4-2所示。在输入正弦波电压Uo的正半周，由D1,D4导通，负半周由D2,D3导通，如此交替导通，使得输出的电压为单向脉动性直流电。交流输入电压Uo经整流后的输出电压UL为：UL=0.9Uo。

图 4-2 输入整流滤波电路

输出端的整流电路由快速玻璃钝化二极管D7组成，如图 4-3所示。

图 4-3 输出整流滤波电路

4.1.2 滤波电路的设计

（1）EMI滤波

电磁干扰滤波器（EMI）亦称电源噪声滤波器，它能有效的抑制电网噪声，提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性。因此，被广泛应用于开关电源、电子测量一起、计算机机房设备等领域。EMI滤波器是由电容器、电感等元件组成的，其优点是结构简单，成本低廉，便于应用推广。

简易EMI滤波器采用单级（亦称单节）式结构；复杂EMI滤波器采用双级（亦称双节）式结构，内部包含两个单节式EMI滤波器，后者抑制电网噪声效果更好。

EMI滤波器的基本电路如图 4-4所示。该5端器件有两个输入端，两个输出端及一个接地端。使用时外壳接通大地。电路中包括共模扼流圈L、滤波电容器C1~C4，L对串模干

- 7 -

扰不起作用，但当出现共模干扰时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后电感量迅速增大，因此对共模干扰产生很大的感抗，使之不易通过。它的两个线圈分别在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上。当有共模电流通过时，两个现券商产生的磁场就会互相加强。L的电感量与EMI滤波器的额定电流I有关，见表。当额定电流较大时，共模扼流圈的线径也要相应增大，以便能承受较大的电流。此外，适当增加电感量可以改善低频衰减特性。C1和C2采用薄膜电容，容量范围大致是0.01~0.47uF，主要用来滤除串模干扰。C3和C4跨接在输出两端，并将电容的中点接通大地，能有效的抑制共模干扰。C3和C4的容量范围为2200pF~0.1uF。为减小漏电流，电容容量不宜超过0.1uF。C1~C4的耐压值均为630VDC或250VAC。

图 4-4 EMI滤波器的电路

表 4-1 电感量范围与额定电流的关系

额定电流I（A） 1 电感量范围L8~23 （MH）

（2）π型滤波

3 2~4 6 0.4~0.8 10 0.2~03 12 0.1~0.15 15 0.0~0.08 π型滤波功能与EMI滤波相似，包括两个电容器和一个电感器，它的输入和输出都呈低阻抗。π型滤波基本电路如图 4-2和图 4-3所示，C1、C2、L1及C10、C11、L2分别构成一个π型滤波器。

π型滤波有RC和LC两种：

在输出电流不大的情况下用RC，R的取值不能太大，一般几个至几十欧姆,其优点是

- 8 -

成本低。其缺点是电阻要消耗一些能量，效果不如LC电路。LC电路里有一个电感，根据输出电流大小和频率高低选择电感量的大小。

4.2 控制电路的设计

4.2.1 输入欠压检测电路

输入欠压检测电路如图 4-5所示，R5一端连接输入电压整流后的正极，电流经R5流入EN/UV脚，根据流入该引脚的电流判断是否为欠压状态。在通电或自动重启动时功率MOSFET开关禁止期间，流入EN/UV引脚的电流必须超过25 μA，以启动功率MOSFET。引脚详细功能见第七章。

图 4-5 输入欠压检测电路

4.2.2 输出反馈电路

输出反馈电路采用光耦反馈电路，使用光耦反馈成本低，安全可靠。光耦反馈电路如图 4-6所示。VR3、R6、R4、U2构成偏置电路。齐纳二极管VR3调节输出电压。当输出电压超过齐纳二极管与光耦LED正向电压降之和时，电流将流向光耦LED，从而下拉光耦中

- 9 -

晶体管的电流。当此电流超出使能引脚阈值电流时，将抑制下一个开关周期。当下降的输出电压低于反馈阈值时，会使能一个开关周期。通过调节使能周期的数量，可对输出电压进行调节。随负载的减轻，使能周期也随之减少，从而降低有效的开关频率，根据负载情况减低开关损耗。因此能够在负载极轻时提供恒定的效率，易于满足能效标准的要求。

图 4-6 光耦反馈电路

4.3 保护电路的设计

4.3.1 偏置电路过压保护

偏置电路过压保护如图 4-7所示。由变压器偏置绕组、D6、C6、R7、R3、VR2、R8构成偏置电压保护电路接至BP/M脚。

当发生过压情况时，如偏置电压超过VR2与旁路/多功能(BP/M)引脚电压(28 V+5.85 V)之和时，电流开始流向BP/M引脚。当此电流超过ISD时，TinySwitch-III的内部锁存关断电路将被激活。断开交流输入后，当BP/M引脚电压下降到低于2.6 V时,TinySwitch-III的内部锁存关断电路将重置。电阻R8将电流送入BP/M引脚，抑制了内部高电压电流源，通常此高压恒流源在内部MOSFET关断期间维持BP/M引脚的电容电压(C7)。此连接方式将265 VAC输入时的空载功耗大幅降低。引脚的详细介绍见第七章。 4.3.2 漏极钳位保护电路

漏极钳位保护电路如所示。由VR1、R1、R2、C4、D5组成。其中VR1为齐纳二极管（稳压二极管），D5一般采用快恢复或超快恢复二极管。但有时也专门悬着反向恢复时间较长的玻璃钝化整流管（1N4005GP），其目的是使漏感能量能够得到恢复，以提高电源效率。但不能用普通硅整流二极管1N4005代替1N4005GP。

各器件的参数及性能详情见第七章。

- 10 -

图 4-7 偏置过压保护电路

图 4-8 漏极钳位保护电路

- 11 -

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库开关电源毕业设计论文(3)在线全文阅读。