前言：本站為你精心整理了電源開關電子教學論文范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

一、探索在教學中自主合作性的電氣教學

（一）主功率電路的電源開關設計

此設計電源的技術指標如下：開關的頻率為5OHz±5%，效率大于85%，預定的最大占空比為Dmax=40%，輸入電壓Vin-=48（±20%），其中Vimin=43.2v，Vimax=52.8v，由此，可以算出:T=20us，Tonmax=8us，負載在10%至100%之間改變時，電壓的調整率小于5%，輸出功率為25瓦，允許的過載率為3%，輸出電壓的精度為正負0.5V，滿載輸出時，功率的因數大于0.99，紋波率小于等于1%。在解決問題的基礎上，設計出主功率電路的各個參數。此設計選定單端反激式變換器為主功率電路拓撲，采用DCM模式工作。這次設計的高頻變壓器的繞組為一次側初級繞組，初級匝數比為8，在最里層繞制，占空比的52%（保留12%裕度），當初級繞組后，必須使用絕緣膠帶包好，副邊的繞組最大功率地須貼近初級，使用分兩層繞，每層兩股，輔助輸出須加減15V繞組、主輸出±5V繞組以及供電給uC3842控制芯片的+12V饋電繞組。因為高頻變壓器需要留有空隙，絕緣帶須均勻地繞在磁芯兩邊，以防止磁飽和增加電感量。選擇MOS開關IRF640為功率開關，RIF640J就是第三代powerMOSFETs，其漏極的額定電流為18安培，導通時的電阻為0.15，耐壓值為200伏特，優點是堅固耐用、降低導通阻抗、轉換快速。為了保證MOS管的關斷可靠，這次設計中還加入了一個R15作為下拉電阻，其組值為20K、IN474，中功率穩壓值為18V的直插式穩壓二極管。這次的設計為了避免開關管承受峰值電壓過大而損壞，采用了與變壓器原邊并聯的RCD緩沖器吸收電路中的由尖峰電壓帶來的能量。經計算后，C=1.2nF，R=1，8K，UF4007二極管，VR=200V，Iav=1A。濾波電容使用CBB1044和100F/63V、22100F/63F一起構成的輸入端濾波電路，去消除整流輸出中的電壓紋波，使用CBB1044可以使直流電壓更平穩，濾除高頻分量。本設計中針對反激式開關電源中低壓大的特點選用+5V的輸出整流二極管RS560，VR=60V，IF=5A；整流二極管SR160，VR=60V，IF=1A。輸出的紋波電壓與反激式開關的電源輸出之間關系密切，為了令+5V紋波電壓＜50mV，+15V時候的紋波電壓＜150mV，就要使濾波電路紋波率＜1%，所以選用了π型的濾波器；控制芯片uC3842的供電由12V濾波電路輸入。

（二）上切換電路設計中的電源開關設計

為了使反激式電源開關保持高效率，需在分壓限流電阻和控制芯片中間加入電切換電路。此設計可以使電源工作正常時，分壓供電電阻不會一直維持在高耗能狀態。

（三）U1.3842電源開關的電路外圍設計

采用U1.3842的電流型脈寬調制器控制芯片，并利用高頻變壓器與電網隔離。這種組合控制器外圍的電路比較簡單，工作頻率可高達500KHz，電壓的調整率可達到0.01%，啟動時的電流小于1毫安，工作電流為5毫安，是性能非常好的電流控制型的脈寬調制型芯片，而且該調制器管腳數量少，屬于單端輸出。計算出的工作頻率為48.8KHz，根據時鐘震蕩電路中CT=4.7Nf，RT-7.5K，實驗中功率留取一半作為余量，選用4個規格為0.25W、1.2的電阻并聯為采樣電阻，電容為3.9K。濾波及采樣電路中，檢流器件選用電阻。

（四）反饋電路的電源開關設計

電源開關的反饋電路設計非常重要，現在大多反激式開關設計都是用光耦PC817和TL431之間的電氣隔離，實現反饋電壓信號和控制芯片功能，但這樣的電路電壓輸出的調整范圍非常小，而筆者則拓展了這一范圍。通過在以前的反饋電路光耦輸出位置增加恒流源電路，使之吸收2mA的電流，便可實現分流總電流的目的，由此擴大光耦PC817的輸出電流范圍，輸出電壓的調節范圍也就變大了，因為再經過信號LM358的放大，其中的誤差也被放大，這樣就因錯誤過大而失去了意義。所以恒流源電路直接設計在了UC3842的1腳上，就不會出現錯誤被放大導致控制精度的下降。也減少了反饋信號的輸出時間，使電源的動態響應加快。經過改動后的電路調節范圍比原有設計擴大了23%，使拓寬光耦的電流有效輸入范圍增大，輸出電壓調節范圍增大。

二、總結

根據上面的數據，變壓器的初級電流波形為I（P），次級的電流波形為1（m），原邊電感與數個電容之間形成23%的震蕩，使關閉開關管有震蕩現象發生。所以這個位置的二極管必須使用結電容小的二極管。根據仿真圖1，當V3大于V2時，輔助電線圈電壓高于門限電壓（LM393門），系統將改換為+12V，這時電源的性能好于傳統方式，雖然電源的元件比較多、成本會提升，但線圈為控制芯片供電，負載條件差、精度要求高，這樣的條件下是特別適合的。

作者：杜芳艷單位：陜西省神木職教中心