一種輸出電壓4～16V開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

4）選定導(dǎo)線線徑

在選用繞組的導(dǎo)線線徑時(shí)，要考慮導(dǎo)線的集膚效應(yīng)，一般要求導(dǎo)線線徑小于兩倍穿透深度，而穿透深度Δ由式（2）決定Δ=（2）

式中：ω為角頻率，ω=2πfs；

μ為導(dǎo)線的磁導(dǎo)率，對(duì)于銅線相對(duì)磁導(dǎo)率μr=1，則μ=μ0×μr=4π×10－7H/m；

γ為銅的電導(dǎo)率，γ=58×10－6Ωm；

穿透深度Δ的單位為m。

變壓器工作頻率50kHz，在此頻率下銅導(dǎo)線的穿透深度為Δ=0.2956mm，因此繞組線徑必須是直徑小于0.59mm的銅線。另外考慮到銅線電流密度一般取3～6A/mm2，故這里選用0.56mm的漆包線8股并聯(lián)繞制初級(jí)共10匝，次級(jí)選用厚0.15mm扁銅帶繞制2匝。

44輔助電源的設(shè)計(jì)

輔助電源采用RCC變換器（RingingChokeConverter），見圖3。其輸入電壓為交流220V整流濾波電壓，輸出直流電壓為12.5V，輸出直流電流為0.5A。電路中Q8和變壓器初級(jí)繞組線圈N1與反饋繞組線圈N3構(gòu)成自激振蕩。R72為啟動(dòng)電阻。Q9、R77構(gòu)成輔助電源初級(jí)過(guò)流保護(hù)。D20、C81、ZD1、Q11、R75、R76構(gòu)成電壓檢測(cè)與穩(wěn)壓電路，控制Q8的基極電流的直流分量，從而保持輸出電壓恒定，變壓器采用EE19、LP3材質(zhì)構(gòu)成。初級(jí)180匝，反饋繞組5.5匝，次級(jí)11匝，初級(jí)電感量是2.6mH，磁芯中間留有間隙0.4mm。

45驅(qū)動(dòng)電路

驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示。TL494輸出50kHz的脈沖信號(hào)，通過(guò)高頻脈沖變壓器耦合去驅(qū)動(dòng)功率MOS管。次級(jí)脈沖電壓為正時(shí)，MOS管導(dǎo)通，在此期間Q7截止，由其構(gòu)成的泄放電路不工作。當(dāng)次級(jí)脈沖電壓為零時(shí)，則Q7導(dǎo)通，快速泄放MOS管柵級(jí)電荷，加速M(fèi)OS管截止。R70是用于抑制驅(qū)動(dòng)脈沖的尖峰，R68、D15、R67可以加速驅(qū)動(dòng)并防止驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生振蕩。D17和與它相連的脈沖變壓器繞組共同構(gòu)成去磁電路。

46風(fēng)扇風(fēng)速控制電路

風(fēng)扇風(fēng)速控制電路見圖5。利用二極管正向管壓降隨溫度升高而呈下降趨勢(shì)的特性，將D9、D10做為散熱器溫度采樣器件。方法是將D9、D10兩二極管緊靠在散熱器上，當(dāng)散熱器隨輸出功率加大而溫度升高時(shí)，運(yùn)放N2A正相輸入端電平降低，輸出低電平使三極管Q3開始導(dǎo)通，風(fēng)機(jī)上電壓升高，轉(zhuǎn)速升高，最終到達(dá)最高轉(zhuǎn)速。當(dāng)負(fù)載較輕，使散熱器溫度低于50℃

圖4驅(qū)動(dòng)電路原理圖

圖5風(fēng)扇風(fēng)速控制電路

圖6開關(guān)電源原理圖

新型充電泵高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器

時(shí)，N2A輸出高電平，Q3不導(dǎo)通，輔助電源12.5V經(jīng)電阻R57降壓給風(fēng)機(jī)供電，風(fēng)機(jī)處于低速、低噪聲運(yùn)行狀態(tài)。此電路可以提高風(fēng)機(jī)工作壽命，增加電路可靠性，亦可在小負(fù)載情況下，減少風(fēng)機(jī)帶來(lái)的噪聲。 47PWM控制電路

控制電路采用通用脈寬調(diào)制器TL494，具有通用性和成本低等優(yōu)點(diǎn)，見圖6。輸出電壓經(jīng)R40、RV2、RV1、R41進(jìn)行分壓采樣，經(jīng)R5阻抗匹配后送到TL494腳1。RV1裝在電源前面板上用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。R103和C14將輸出電感L1前信號(hào)采樣，經(jīng)R5送到TL494腳1，用于提高電源穩(wěn)定度，消除L1對(duì)環(huán)路穩(wěn)定性影響。

48過(guò)流保護(hù)電路

為增強(qiáng)電源可靠性，此電源采用初、次級(jí)兩級(jí)過(guò)流保護(hù)。初級(jí)采用電流互感器CT1檢測(cè)初級(jí)變壓器電流，檢測(cè)出的電流信號(hào)經(jīng)R60轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)后，再經(jīng)D2～D4，C9整流濾波后，經(jīng)過(guò)電位器RV3分壓，反相器N3反相后加在Q1管基極。當(dāng)初級(jí)電流超過(guò)正常時(shí)，反相器反轉(zhuǎn)，Q1管導(dǎo)通，將VREF=5V的高電平加在TL494腳4上（腳4為TL494死區(qū)控制腳、高電平關(guān)斷），TL494關(guān)斷。

輸出直流總線上過(guò)流保護(hù)，采用R45～R56電阻做為采樣電阻，當(dāng)輸出電流增加時(shí)腳15電平變低，當(dāng)輸出電流大于40A的105％時(shí)，TL494的內(nèi)部運(yùn)放動(dòng)作，腳3電平升高，限制輸出脈寬增加，電源處于限流狀態(tài)。

5結(jié)語(yǔ)

本文介紹的開關(guān)電源已成功地作為實(shí)驗(yàn)室電源、通信基站電源使用。其效率≥85％，紋波優(yōu)于30mVPP，產(chǎn)品可靠性高、成本低，具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。