单端反激开关电源的研制

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沪 34 18 98摘本论文分为四章：

要

第一章首先对开关变换器进行了概述，论述了电力电子技术领域中功 率变换器的发展，对开关电源和直流变换器进行了分类，概述了功率变换器的基本知识。

第二章论述了单端反激变换器的工作原理，分析了其三种工作状态最后总结了单端反激变换器的优缺点。第三章介绍作者按某工程技术要求设计制作一台 2O 0W、有三路不同

电及率出 3}设过，体算各 *; o数-压功输的f 0 o计程具计了个}之", -- )3‘ R空并检测了各项技术性能指标。￣ —月一一 e一￣ s

第四章就零电压转换 (V )软开关技术在单端反激变换器中的实现 ZT

进行了分析和论述。比较了各种软开关技术的优缺点，分析了 Z TP M V- W单端反激变换器的基本电路稳态运行阶段和主要变量波形，以及主、副开

关脉控波的序并用路真件所工进了-管宽制形时，利电仿软对做作行 i迅 t}莎分，后用件现零压换( T软关端激换真析最，硬实了电转 Z )开单反变 V器。

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Ab t a t sr c

Tdy, i r uny t i p e spl a b n f qec s ih g w r p hs e oa h h g e w cn o u y e wdlue iee lo le Its e, fsy m re i y d vrw k i . h ppr i it sm azd e s n y a f n a t l u f i r i t bs t o d sf o s ihd oe e cnee h ai h r a c sy wt e- d pw r vrr; e c y n l i f c m e a o o t

s od,e ge ad dcd 0W ih g es p; e nl ds nd p ue a s t i pw r l c y i n r o 20 w c n o u y pI t ed id cs d Z T - ih g hi e w i n n, i us P h e t e WM-V sfs t i t n us c s o w cn e q t c hh w s d f bc cne e ad e e c oiu e l t a ue i l a ovr r, n u d t c ci m u o s n k y t s l r r

t a r e (S IE ts u tP P PC ) i le Z T bc cnee, o a WM-V f ak vrr m l y o t

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北京理工大学研究生院学位论文用纸论文题目：单端反激式开关电源的研制分析、仿真与设计；硬开关与软开关前言

本人在研究生毕业设计过程中，根据工程需要，完成了四路 ( 一路为2./ 5主电路输出，三路分别为 2V2 A 2V2 5/A输出)的 8 V6 A 5 . 8/.,/ 5 4 A, 5 V

开关电源的设计、制作和调试：完成了单端反激式 Z TP V- WM软开关的实现和仿真分析，有关单端反激式 Z TP V -WM软开关的实现的具体分析在现

有的、己出版的文章中还没有见到，因而对此进行了较详细的分析，并设

计出使其主、副开关管软开关条件实现的控制电路：在利用计算机对单端

反激式 Z TP软开 V- WM关变换器进行仿真过程中，分析了谐振电 1波形感，,与理论波形不同的原因，并找到了解决方案；利用计算机仿真，分析了软开关技术对变换器效率的影响，得出在不同条件下软开关技术对变换器效率可能有截然相反的作用，需综合考虑其应用条件。

在分析和设计过程中，仍存在一些未及解决的问 题，如对 U 34利用 C 82

斜波补偿技术消除次谐波振荡现象以降低其工作的不稳定性，以及克服电路尖峰噪声干扰对输出纹波的影响等具体问题，还没有得到理想的解决方案，有待今后进一步解决。下面是工作的总结与报告：

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北京理工大学研究生院学位论文用纸第一章开关变换器概述近年来，电力电子技术在应用领域迅速发展，作为电力电子技术的一 个重要分支，开关电源也不断向着高效率、高可靠性、低成本、小型化方向发展。开关电源领域的发展主要依赖于两个方面：一个是功率器件的发展，高耐压、大电流的高速功率器件不断在市场上推出，给设计者在器件的选择上提供了很大方便；另一个是开关变换器拓扑结构的发展完善，控制方法的改进，以及新型控制芯片的出现。

随着电子技术的不断发展，集成化的开关电源已广泛地应用于电子计

算机、彩色电视机、卫星通信设备、程控交换机、精密仪表等电子设备。电源有如人体的心脏，是所有电设备的动力。标志电源特性的参数有功率、电压、频率、噪声、及带载时参数的变化等，在同一参数要求下，又有体积、重量、形态、效率、可靠性等指标。众所周知，要使电能的产生、输送和利用达到最

佳状态，必须对电能

的各项参数进行调节和控制，而电力电子技术 (功率变换技术)正是把电能的各项参数 (电压，电流，频率，相数和相位)进行变换的技术。它分

为四大类：() -D 1A C C变换器 (整流器),是将交流电转换为直流电的电能变换器；( ) -A 2D C C变换器 (逆变器),是将直流电转换为交流电的电

能变换器，是交流开关电源和不间断电 U S的主要部件；() - C源 P 3D D C变换器 (斩波器),它是将一种直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器，是直流开关电源的主要部件：( ) - C变换器 ( 4 A A C若频率相同称为交流控制器，若频率不同称为变频器),是将一种频率的交流电直接转换为另一种恒定频率或可变频率的交流电，或是将变频交流电直接转换为恒频交流电的电能变换器。这四种变换器可以是单向变换的，也可以是双向

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北京理工大学研究生院学位论文用纸变换的。单向电能变换器只能将电能从一个方向输入，经变换后从另一个方向输出，而双向电能变换器可实现电能的双向流动。

'开关电分类 1 . 1源的广义地说，凡用功率半导体器件作为开关，将一种电源形态转变成为 另一种形态的主电路都叫做开关变换器电路：转变时用自动控制闭环稳定

输出有保并护环节的称为开源 (w cn Pwr p )开源则关电 Si i oe Spl。关电 t g h u y分交流和直流两类：输出交流的开关电源一般来说大多数作 U S使用；直 P流开关电源包括 D -D C C和 A -D C C两种，是利用功率半导体器件的开关特性进行功率的变换和调节。

开关电源的调整管工作在开关状态， 功率损耗小，效率可高达 7% - 09%,稳压器体积小、重量轻，调整管功率损耗较小，散热器也随之减小。 5此外，开关频率工作在几十 k Z或更高，滤波电感、电容可用较小数值的 H

元件，允许的环境温度也可以大大提高。但是，由于调整元件的控制电路比较复杂，输出的纹波电压较高，瞬态响应较差，所以开关电源的应用也受到一定限制。

开关电 源主要组成部分是 D -D C C变换器，它类似于“斩波”( o) cp h作用，用一个半导体功率器件作为开关，使带有滤波器 ( L或/ C和 )的负载线路与直流电压一会相接，一会断开，则负载上也得到另一个直流电压。

开关变换器可分为脉宽调制式 (ue t M dli ) Pl Wd ou tn s i

h ao .频率调制式

(r e y utn调频、宽合的 u c M dl o和 Fq n o a ) e i调相结混合调制式，脉宽其中调制P WM变换器因工作原理简单、易于控制、稳定性高而一直处于主导地位。

' 1 . 2直流变换器的类分第 3页

北京理工大学研究生院学位论文用纸直流变换器按输入与输出间是否有电气隔离可分为两类：没有电气隔离 的称为不隔离的直流变换器，有电气隔离的称为有隔离的直流变换器。

不隔离的直流变换器按所用有源功率器件的个数，可分为单管、双管 和四管三类。单管直流变换器有八种，即降压式 ( uk B c)变换器、升压式 ( os B o )变换器、升降压式 ( uk os t B c- o )变换器、C k变换器、Zt B t u e a变

换器、 ec S i变换器、正 p激式 (o a )激式 (l a )其中降 Fr r和反 wd F b k等， yc压式和升压式变换器是最基本的，另外几种是从中派生的。双管直流变换

器有推挽式 (u - lc v e和半 Psp l e r h u o r )桥式 (a-ie v t)管 nt Hl rg c ee,四 f d o rr b n直流变换器全桥就是直流变换 (u-ie ee .器 Fl rgc vt) l d o rr b n有隔离的直流变换器可以实现输入与输出间的电气隔离，通常采用变 压器实现隔离，变压器本身具有变压的功能，有利于扩大变换器的应用范围。变压器的应用还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。

直流变换器也可分为自 激式和他激式，借助于变换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的变换器叫做自激式变换器，他激式直流变换器中开关器件控制信号由专门的控制电路产生。

按开关管的开关条件， 直流变换器可分为硬开关 ( a sih g和 Hr wt i ) d cn软开关 (o sih g两种。关直流变换 Sf t i ) t w cn硬开器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下接通或断开电路的，因此在开通或关断过程中伴随着

较大的损耗，即所谓的开关损耗 (wt i ls。 S i n o )变换器工作状态一定时， c g h s开关管开通或关断一次的损耗也是一定的，因此开关频率越高，开关损耗

越大。同时，开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡，带来附加损耗，因而硬开关直流变换器的开关频率不能太高。软开关直流变换器的开关管在开通或关断过程中，或是加于其上的电

压为零，即零电压开关 (V ) Z S,或是通过器件的电流为零，即零电流开关 (C ) Z S。这种开关方式显著的减少了开关损耗和开关过程中激起的振荡，可以大幅度地提高开

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北京理工大学研究生院学位论文用纸关频率，为变换器的小型化和模块化创造了条件。

' 1 . 3基本功率变换器D -D 变换器广泛应用于开关稳压电源以及直流电动机的控制。图 C C 1 . D -D 1是 C C变换器系统框图。这类变换器的输入常是不稳定的直流电压，通常是由工频电源经整流而获得的，因此，它随着工频交流电源幅值

变化而波动。采用开关 D -D C C变换器把不稳定的直流输入电压变为所要求稳定的直流输出电压。

N一二 ID - C (稳不压)图 1 D -D . C C变换器系统框图 1基本 D -D变换器有以下两种类型：①降压型〔uk C C bc)变换器；②升压型 (os bot )变换器：见图 1 . . 2

‘ s .V

C“}二 V币} s

T

C‘卜 R

( a ) ( b )图1 (bc变换器； ) o变换器； . au 2 ) k (b s bo t

北京理工大学研究生院学位论文用纸 在D D换中即输电写载瑟家雁菠蔺蔽雁丽 - C变器，使入压负看 C输出电压可控制为所期望的电压。开关型 D -D C C变换器是采用一个或多

个开关把一种直流电压变换为另一种直流电压。如果变换器的输入直流电压给定，则可以控制开关的通断时间来控制这个直流电压流入负载的能量。开关型 D -D C C变换器的基本电路及波形如图 1 . 3所示。如果开关导通时

间为t,时设为t,波形图可，的均电 o设 o关断间 n o从 e r中看出输出平压V大小决开通断间 (。 a)取于关的时 t和t。 o f f

Vo 0

tn o

一一o}t

Ts

c 幻 () b

图1开关型D -D . 3 C C变换器基本电路及工作波形

(基本电 (工作波形。 a )路：b )控制输出电压基本有三种方法： 1 ( )保持开关工作频率不变，即

天二o t保持恒定， t+o n,控制开关导通时间t, o称为脉冲宽 .度调制型，即P WM型

。() 2保持开关导通时间不变，改变工作频率，称为脉冲频率调制型。()开关频率与导通时间均改变的控制方式.最常用的是 P 3 WM调制

型。因为采用频率调制工作方式容易产生谐波干扰，而且滤波器设计比较困难。 P在 WM方式中，保持开关频率恒定，常采用控制电压信号 V与重。复波形比较来控制开关通断状态，如图 1所示。 . 4控制电压信号 V通常是 c

实际输出电压与所期望的输出电压之差经误差放大器放大的信号，重复波形通常是峰值恒定且为设定的开关工作频率的锯齿波，频率范围为几 k Z H到几百k Z H。由图 1 ()可知，当 . b 4控制电压信号V变大，则导通时间变 c第 6页

北京理工大学研究生院学位论文用纸 宽，而 V变小，则导通时间变窄。这样，即可改变开关时间占空比， c

D t一.= VT V s,

可以控制输出电压大小。vv期 c月号宫

(际值 )实里复波形

c e p

开关控制信号

图 1脉宽调制方式 (WM) . 4 P ()方框图；()控制波形。 a b

'对直流开关电 1 . 4源的要求电源是电子设备正常工作的基本部件，有很高的要求， 包括使用要求和电气性能要求。使用要求是：高的可靠性、好的可维修性、小的体积重量、低的价格及使用费用和好的电器性能。减小损耗、提高效率和改善散热条件，从而减小电源的温度升高，是提高可靠性的基本方法.提高开关频率是减小开关电源体积和重量的基本措施，因为变压器和电感电容等储能滤波元件的体积和重量随频率的提高而减小。

直流开关电 源的电气性能包括输入特性、输出特性、附加功能、电磁兼

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北京理工大学研究生院学位论文用纸容性和噪声容限。—直流开关电 源的输入电源有两种：直流输入和交流输入。交流输入时，交流电压往往要先经过整流滤波变换成直流电压后，再通过直流变换器转变为所虚的直流电压。直流输入时，必须考虑电源电压额定值及其变化范围，输入电流额定值及其变化范围。输出参数有额定输出电压、电流、输出电压可变范围，输出电流变化范 围和输出电压的纹波。输出电压稳压精度是直流开关电源的重要技术指标，

输入电压的变化、负载电流的变化、工作环境温度的变化和工作时间的增

长都会使输出电压变化。稳压精度包括电压调整率和负载调整率，电压调整率是指当输出电流为整定值、电网电压在规定的范围内变化时，输出电

压的变化量与

输出电压整定值的比值；负载调整率是指当输入电压为整定值、负载在 010额定电 -% 0流范围内变化时，输出电压的变化量与输出电压整定值的比值。

附加功能应有输出过压、 欠压、过流、开路、短路等保护功能，以免损坏电源本身及用电设备。

'直流开关电发展 1 . 5源的高频化、小型化、模块化和智能化是直流开关电 源的发展方向。高频化

是小型化和模块化的基础，目前开关频率为数百 kZ至数 M z的开关电 H H源己有使用。功率重量比或功率体积比是表征电源小型化的重要指标，

5W/' 0 i的开关电 n源早己上市，目前已向 1 Wi发展。 2/' 0 n模块化与小型化分不开，同时模块化可显著提高电源的可靠性和使用灵活性，简化生产和

使用。模块电源的并联、串联和级联既便于用户使用，也便于生产。智能化是便于使用和维修的基础，无人值守的电源机房、航空和航天器电源系统等都要求智能化，以实现正常、故障应急和危急情况下对电源的自动管理。

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北京理工大学研究生院学位论文用纸第二章单端反激式开关电源原理直流开关电 源是具有直流变换器且输出电压恒定或按要求变化的直流电源，其输入为直流电，也可以是交流电。直流开关电源部分或全部具有

以下特征：①电源电压和负载在规定的范围内变化时，输出电压应保持在允许的范围内或按要求变化；②输出与输入间有好的电气隔离；③可以输出单路或多路电压，各路之间有电气隔离。

单端反 (l a )激式 F b k变换器的理如图 2所示。端是指高 yc原 . 1单频变压器的铁心工作在 B -H曲线的一侧。反激是指当开关管B G被 P WM脉冲激励而导通时，输入电压 U加在高频变压器 T的原边上，由于变压器副边 i整流二极管 D反偏，副边上没有电流流过，所以能量储存在变压器原边的 2电感 L上，而输出电压靠电容 C l o的放电维持。当B G关断时，T副边上的电压极性颠倒，使 B G导通期间储存在 T中的能量通过 D 2向负载和输出电容 C释放。。

业二

占 -

图21单端反激式开关电源的原理电路及波形 .

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北京理工大学研究生院学位论文用纸在B G导通期间储存的磁能究竟在截止期间释放多少？是正好释放完，

还是早已释放完，还是没释放完，取决于 B止时 o大小，由有这 G截间t的，此可导出单端反激式变换器的三种工作状态

:

I磁化电流临界状态 .

与冲

』

图 t的 i 2o I电电流、勤睐异，=z压 m,舒时当B截止时 o G的间t和绕组N中电 2减到所需的相， 2流i衰零时间等时

朋 _ Z I为B止始副流的流这， B, L I_, G截开时边过电值。样在 -。又一‘ 却止时间终了时，绕组 N 2中的电流 1正好下降到零。在下一个周期 2B G

G

截

新导通时， I的电 l零开按(; t规律线上升 N中流i也从始， VJ,的 L)性磁化电流处于临界状态。

这时

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北京理工大学研究生院学位论文用纸2磁化电流不连续状态，

V, .一

V+ - -

N卜 -N上二』 V

工J I-

一

L一一 -t

, V』1 -L

图2 3

tV 电、} I的电>'压‘￣时

F bc变换器中间 la y k采用的是偶合电对原边绕组N的自 l感， 1感L来讲，它的电流不可能连续，因为 B断开后其电流必然为零，但这时必在副边 G

绕组 N 2的自 L感 2中引流，对反激变换器来说，电起电故流连续是指变压器两个绕组的合成安匝在一个开关周期中不为零，而电流不连续是指合成安匝在 B G截止期间有一段时间为零。

当B止时间t比 G截 o绕组N中流i衰零所需的时间时，。 2电 2减到更长

即 . (2 1时次电 2变器通中 G止间‘前 t>/.2,极流i压磁在B截时 t以， L V),<及便以衰减到零 (忽略剩磁)。在下一个周期 B G重新导通时，电流 i及磁通 i

中零按/的线升出为o都开(,律上输压Vi从始V)性。电：=; L规 t V t .恩由此可见， 输出电 V压 o与负载电阻 R L有关，R L愈大则输出电压愈高，反之负载电阻愈小，则输出电压愈低，这是反激变换器的一个特点。第 I t页

北京理工大学研究生院学位论文用纸输出电着输入电增大而增大，着导压随压的也随通时间的增大而增天，还随N绕组电感量 L的减小而增大 1 I在B G截止期间，其集一射极 (或漏一源)间承受的电压为：

V. a= .或Vs〔 )

VN, V;i o = VV 瓮

由于集一射极 ( 或漏一源)间承受的电压与输出电压 V。有关，而 V o

还随负载电阻的增大而增大，因此，负载开路时，容易造成管子损坏。所以在进行开环实验时，不应让负载开路，必须接入

一定的负载，或者在电路中接入一个所谓的“死负载”。

3磁化电流连续状态 .

从. 1

V+ -,N V 1Ns V; r

II l v

止，￣￣ .—卜

一‘ L1

当B截时 t< V)时在止间束电 2大 间 o (/,,截时结时流i将于 G止 i L .x r l,零。在这种状态下，下一个周期开始 B G重新导通时，初级绕组的电流 i i

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北京理工大学研究生院学位论文用纸也会从零开始，从Ii不而是， m起按VL的线。 il斜率性上升。由/磁通复位原则可导出：

V一丛.- 凡. V NZ Dt为空。}其中 D=a占比

N, R N, D t . I一

由上式可见，工作在磁化电流连续的状态下，单端反激式变换器的输 出电压 V o只决定于初极与次极绕组的匝比、脉冲导通时间与截止时间之比以及输入电压 v,而和负载电阻 R i L无关。如果输入电压变化或者负载变化，只要控制导通比变化就可以保持输出电压的稳定。单端反激式变换器是由 B c uk和 B ot os两基本变换器拓扑组合演变成

的，具体的说，是由 bc- o直流变换器中间插入隔离变压器而得来在 uk os b t的。它具有电路简单，所用元件少，输出与输入间有电气隔离，能方便地

实现多路输出，开关管驱动简单，可通过改变高频变压器的原、副边绕组的匝比 n使占空比 D保持在最佳范围内从而使电源满足稳压范围的要求等优点。

当然，它也有其一定的缺点，比如开关管截止期间所受反向电压比较

高(至少两倍的输入电压),导通期间流过开关管的峰值电流有可能超过其

平均电流的两倍以上，输入、输出电流皆有脉动，纹波较大等。这些缺点

可通过选用具有高耐压、大电流的高速功率器件，在输入和输出端加滤波电路等措施加以解决。

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北京理工大学研究生院学位论文用纸第三章单端反激式开关电源的设计一例本人在对单端反激变换器研究的基础上，结合某工程需要，设计并制作了一台单端反激式开关电源。

进行设计的基本思路和部分分析计算如下：

'技术要求 3 . 13. .1输入条件 1 3 .1主要输入供电电源：市电 .1 1.2 V/ 0额定电压： AC2 0 5 HZ

17 8 V- 4 V波动范围 2 2

3 .2备用输入供电电 .1 1.源：蓄电池额定电压：D 2. C8V

5波动范围：D 2V 3V - 1 C 1

3. .2输出 1特性 1 25/5 . ) V6 A直流输出， 8此输出一方面作为下面三路输出的输入电源，另一方面作为给备用蓄电池浮充电的电 (源充电电流小于 I ) A.

2三路直流输出：DV5; 4/; 8/5共三组输 ) (5/ 02V2 02 2A A 2 A 3 V .出。

注：要求既可以在主要供电电源状态下工作，也可在备用供电电 源状态下工作。

当交流输入时，系统中三组直流输出应与交流 20 2V隔离。 3 .电压稳定度〔v .3 1 S)

在输入电压波动范围内(在输入 2-9 02V范围内) v2每一路) S<%(。

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北京理工大学研究生院学位论文用纸3 .负载稳定度 (i .4 1 S)在输入为额定电压 ( i 2. ) Vn 8 V= 5,输出电流在 1%一10变化 0 0%时，S<2 i% 31输出纹波 .5 .0m 5峰一峰值<10 V (V一路)有效值<5 mV

3 .工作方式： .6 1连续3 .功能要求 .7 13 .1输出过流保护： . .7 1

各路输出均应设置输出过流保护，当某路输出电流大于保护电

流设定值时，相应的保护电路动作，保护电路动作时不影响其它路正常工作。当输出电流小于保护电流设定值后，路自电动恢复正常供电，

输出短路为过流保护的极限状态.各路输出过流保护电流设定值 I i g m要求如下：

①5 V档 I i A g>. m 5 5

② 4档 I i V 2 g>5 m 2A .③2V档 I i 8 g> m 3 A3 .2输出保护： . .7 1短路各路输出 均应设置输出短路保护，当某路输出处于短路时，相应的保护电路动作，保护电路动作时不影响其它电路正常工作，当输出

电流小于保护电流设定值时，电动恢复正常供电。流自3 .3输出过压保护： . .7 1 5 V输出应设置截止式过压保护，当 5 V输出电压达到过压保护

设定值时， V输出 5应立即截止， V过压保护设定值 5士 . ( 5 . 0V可 8 2J恢复或不可恢复都可，只 5 V一路设置)。

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北京理工大学研究生院学位论文用纸'路设计 3 . 2电3. .1脉宽调制器的 2选择电流型脉冲宽度调制集成电路 U 34 C 82是一种高

性能的、单端输出的、固定频率的电流型 P WM控制器，能很好地应用在隔离式单端反激开关电

源的设计以及直流一直流变换器设计之中，它最大的优点是外接元件少，外电路装配简单，成本低廉。它的内部电路包括如下主要功能：①可调整的充放电振荡电路，可精确地控制占空比；

②采用电 流型操作，并可在50H高频下工作； 0kZ③具有动补偿功能； 自④带锁定的P WM,可以进行逐个脉冲的电流限制；

⑤具有内部可调整的参考电 源，可以进行欠压锁定；

⑥采用图 腾柱输出电提供大电路，流输出，输出电流可达 1; A⑦工作电流低，且能进行低电流启动；

⑧可直接对双极晶体管和MO FT管进行驱动。 SE S

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图31 34P .U 82WM控制器的工作原理图 C

北京理工大学研究生院学位论文用纸由图 31 .所示的 U 34P控制器的工作原理图可知，它有两个控 C 82WM制闭环回路，一个是输出电压 V反馈回误差放大器，用于同基准电压 Ve。 r f比较之后产生误差电压信号：另一个是变压器初级电感中的电流在电阻 R s产生的电压，与误差放大器的输出电压信号进行比较后产生调制脉冲宽度

的脉冲信号。由于误差信号实际控制着电感峰值电流的大小，故称之为电流型脉冲宽度调制器，这种控制芯片有如下特点：

(具有良 1 )好的电压调整率。这是因为输入电压 V的变化立即反映为电 i

感电流的变化，它不经过任何误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度，在实际应用中，再增加一级输出电 V至误差放大器的控制，能使电压 o压调整率更好。

(可明显地改善负载调整率。因为误差放大器可专门用于控制由于负 2 )

载变化造成的输出电压变化，特别是当轻负载时，负载调整率降至 8 2%,/ 3负载至满载，负载调整率降至3下。%以(误差放大器的外电 3 )路补偿网络得到简化，稳定度提高并改善了频响，具有更大的增益带宽乘积。

(电流限制电路得到简化。由于电阻R上感应出电感尖峰电 4 ) s流，故能自然形成逐个脉冲限制电路，只要R上电平达到 1, s V P WM就立刻关闭，而且这种峰值电感电流感应检测技术可以灵敏地限制输出的最大电流。 (U 34 WM控制器设有欠压锁定电路

,其开启阀值设在 1,关 P 5 C 82 ) 6 V

闭阀值设在 l在输入电 i o。 v压v小于1 6 V时，整个电路的电流消耗仅 1A m,这样，高压可直接由输入电阻 Rn降压后为芯片供电，而由输入电容 Cn i i

储能推动输出建立电压。自后整个电馈电路的电流消耗达 1m。由 5 A于启动阀值电压和关闭阀值电压的差值仅为 6,故可以有效地防止电路在阀值电 V

压附近工作时的振荡。由于启动电流小于 1A所以Rn m, i上的功耗很小。 (U 34 的振荡器T 6 C 82 ) -作频率f下式进行设定：= (t )由 f 8 RX。 1/ C . t

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北京理工大学研究生院学位论文用纸(U 34 的输出级为图腾柱式输出电路， 7 82 )C输出晶体管的平均电流为土20 A,最大峰值电流可达 1i 0m A,由于电路有峰值电流自我限制的功能，所以不必串入电流限制电阻.

(U 34部设置有P 内 8 C82 ) WM锁存器，加入锁存器可以保证每个振荡周期内仅输出一个控制脉冲，防止了噪声干扰和功率管的超功耗。

(U 34 9 C 82的关闭技术： C 82提供了 ) U 34两种关闭技术，第一种是将③脚电压升高超过 1,引起过流保护开关关闭电 V路输出；第二种是将①脚电压降到 1 V以下，使 P WM比较器输出高电平， WM锁存器复位，关闭输 P出，直到下一个时钟脉冲到来，将 P WM锁存器置位，电路才能从新启动。

pU 34 的输出能给出足够的漏电 0 C 82 )流和灌电流，所以非常适合驱动N沟道 MO功率晶体管。 s U 34使用注意事项： C 82

.&的伪脚 082 7

图3 U 34③脚外接的滤波网 . C82 2络 i当从开关管与地之间所接采样电 R取样给 U 34 .阻 s C82的⑧脚电感电流取样检测信号输入端时，在开关管接通时所产生的电流尖峰会使

U 34 C 82内部的电流检测比较器在开关管刚一接通时就输出高电平使触发器

复位，从而造成无占空比 输出，开关管马上关断，造成误动作，以至形成不稳定现象，有必要在取样电阻到 U 3 2 所以 C8③脚之间加一滤波网 4络，滤

逻望望红A T RkC.u一一一一 M., 1==0. 1 0 f 0‘第 1 8页

北京理工大学研究生院学位论文用纸i要保证电流采样放大器的输入信号

幅度不大于 L v i . i.

i. R取值 1 1 k C i i振荡频率： k 0, - 0取值大于l p. 0f 0i. v占空比最好控制在 0 . 5以下，否则容易使系统不稳定，也可通过增

加斜波补偿网络的方法使系统稳定。v芯片供电端 V c 在 c和参考电源Ve端分别对地接一瓷介电容，并注 r f意布线，可免除噪声干扰。 3 . A 20 -D 2. .2 C 2V C 8 V主电路的设计 2 5

3 .1原理框图和具体电 .2 2.路图，见图3和图3, . 3 . 4

图3 A 20 -D 2. . C 2V C 8 V主电路原理框图 3 5

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