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1、一种新颖的单端反激式隔离开关稳压电源的设计与应用作者：吴勇军,刘政波,杨旭引言 在大功率开关电源中，经常需要几组隔离电源对控制、开关管的门极驱动和保护电路进行单独供电。简单实用，性能可靠的隔离稳压电源将是开关电源可靠运行、性能优良的保证。正因如此，我们选择了控制器作为隔离开关稳压电源的核心器件，并力求电源简单实用、性能可靠。 控制器简介是一种高性能的固定频率电流型控制器，单端输出，可直接驱动双极型晶体管和，具有管脚数量少、外围电路简单、安装与调试简便、性能优良、价格低廉等优点。能通过高频变压器与电网隔离，适于构成无工频变压器的（）小功率开关电源。由于器件设计巧妙，构成电路所需的元件极少，非常符
2、合“适用、够用、好用”的原则。在一些只有直流电压供电的场合，更是起着不可或缺的作用，有着很好的应用前景。 其内部电路主要有以下性能： 最高开关频率可达。 采用图腾柱输出电路，能够提供大电流输出，输出电流可达，可直接对双极型晶体管和进行驱动。 内部有高稳定度的基准电压源，典型值为， 允许有的偏差。温度系数为 稳压性能好。其电压调整率可达,能同第二代线性集成稳压器相媲美。启动电流小于，正常工作电流为。 带锁定的，可以进行逐个脉冲的电流限制。 具有内部可调整的参考电源，可以进行欠压锁定。 图为控制器的内部结构框图。其内部基准电路产生基准电压作为内部电源，经衰减得电压作为误差放大器基准，并可作为电路输
3、出的电源。振荡器产生方波振荡，振荡频率取决于外接定时元件，接在脚与脚之间的电阻与接在脚与地之间的电容共同决定了振荡器的振荡频率，。反馈电压由脚接误差放大器反相端。脚外接网络以改变误差放大器的闭环增益和频率特性；脚输出驱动开关管的方波为图腾柱输出。脚为电流检测端，用于检测开关管的电流，当脚电压时，就关闭输出脉冲，保护开关管不至于过流损坏。控制器设有欠压锁定电路，其开启阈值为，关闭阈值为。正因如此，可有效地防止电路在阈值电压附近工作时的振荡。 图的内部结构框图图单端反激式开关电源电路原理图图单端反激式开关电源实际电路原理图图原、副边绕组电压波形图脚和脚波形 图检测电阻的电流波形 单端反激式隔离开关
4、稳压电源的原理与设计 图为单端反激式隔离开关电源电路原理图。当开关管导通时，变压器原边电压近似为输入电压，但副边因整流管反偏而无电流流过，变压器储存磁场能量。当开关管关断时，各线圈电压反向，整流管正向导通，变压器储存的能量通过整流管向负载释放。单端变压器必须满足的一个条件是要保证磁通复位，即变压器工作磁通必须在每个周期都回到原来的位置，否则将导致磁芯经过多个周期后逐渐达到饱和而烧毁开关管。 图为单端反激式隔离开关电源实际电路原理图。由于大功率电源中有的直流电压，所以本电源的输入电压取为。经一发光二极管抬升电位后启动工作，反馈线圈的电压整流后经取样电阻分压回送到的误差放大器反向端来调整驱动脉冲宽
5、度，从而改变输出电压。根据实际给定的定时元件的数值，的工作频率为。为电流检测电阻，其上的检测信号经低通滤波器后与斜率补偿信号相加送到的脚，当开关管流过的电流超过时，关断，从而保护了开关管不致损坏。采用斜率补偿后，电路在任何占空比条件下也变得稳定。与开关管并联的电容是为了消除开关管的尖峰电压。变压器采用印刷电路板变压器，不需要人工绕线，简化了变压器的制作过程，同时使整个电源的体积减小，使线圈之间完全耦合（见图），并能根据需要很方便地增加或减少输出的组数。变压器变比为，原边线圈和副边线圈成对叠放（为耦合得更好），再加上一组反馈线圈。由此来保证输出多组隔离的稳定电压。 实验分析与结论 图为的脚三角波振荡波形（）和脚驱动开关管的方波（），图为检测电阻（）的电流波形。图为原、副边绕组电压波形，这是轻载条件下的波形，振荡是由高频变压器和谐振引起的，加载后，振荡幅度将明显减小，不影响整个系统的性能。这些波形与其测试值与理论上的波形与计算值基本符合。此开关电源已应用于直流稳压开关电源中，试验证明完全符合预定的性能指标要求。