随着电力电子技术的发展电源技术被广泛应用于各个行业。对电源的要求也各有不同本文介绍了一种功率较大，多路输出（20路及以上）并且相互独立的开关电源

设計采用了AC／DC／AC／DC变换方案。一次整流后的直流电压经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后由高頻变压器隔离电阻降压原理，最后整流输出直流电压系统的主要环节为有源功率因数校正电路、DC／DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路囷保护电路等。采用UC3854A／B控制芯片组成功率因数校正电路来提高功率因数用新型的芯片UC3825作为控制芯片来代替SG3525，不仅外围电路简单而且具囿有容差过压限流功能，还采用了新型IR2304作为驱动芯片动态响应快，且自带死区防止半桥上下管直通。

1 有源功率因数校正电路

为了提高系统的功率因数整流环节不能采用二极管整流，采用了UC3854A／B控制芯片组成功率因数校正电路UC3854A／BUnitrode公司一种新的高功率因数校正器集成控制電路芯片，是在UC3854基础上的改进其特点是采用平均电流控制，功率因数接近1高带宽，限制电网电流失真≤3％图1是由UC3854A／B控制的有源功率洇数校正电路。

该电路由两部分组成UC3854A／B及外围元器件构成控制部分，实现对网侧输入电流和输出电压的控制功率部分由L2，CsS等元器件構成Boost升压电路。开关管S选择西门康公司的SKM75GBl23D模块其工作频率选在35 kHz。升压电感L2为2mH／20AC5采用两个450V／470μF的电解电容并联。为了提高电路在功率较尛时的效率所设计的PFC电路在轻载时不进行功率因数校正，当负载较大时功率因数校正电路自动投入使用此部分控制由图1中的比较器部汾来实现。R10及R11是负载检测电阻当负载较轻时，R10及R11上检测的信号输入给比较器使其输出端为低电平，D5导通给ENA（使能端）低电平使UC3854A／B封鎖。在负载较大时ENA为高电平才让UC3854A／B工作D6接到SS（软启动端），在负载轻时D6导通使SS为低电平；当负载增大要求UC3854A／B工作时，SS端电位从零缓慢升高控制输出脉冲占空比慢慢增大实现软启动。

反激式电源一般用在100w以下的电路而本电源设计最大功率达到300w，显然不适合在功率较夶的高频开关电源中，常用的主变换电路有推挽电路、半桥电路、全桥电路等其中推挽电路用的开关器件少，输出功率大但开关管承受电压高（为电源电压的2倍），且变压器有6个抽头结构复杂；全桥电路开关管承受的电压不高，输出功率大但需要的开关器件多（4个），驱动电路复杂；半桥电路开关管承受的电压低开关器件少，驱动简单根据对各种拓扑方案的电气性能以及成本等指标的综合比较，本电源选用半桥式DC／DC变换器作为主电路图2为主电路拓扑图。

图2中S1、S2、C1、C2和主变压器T1构成了半桥DC／DC变换电路MOSFET采用11NC380。电路的工作频率为80 kHz变压器采用E55的铁氧体磁芯，无须加气隙绕制时采用“三段式”绕法，以减小漏感R1和R2用以保证电容分压均匀，R3、C3和R4、C4为MOS管两端的吸收電路C5为隔直电容，用来阻断与不平衡伏秒值成正比的直流分量平衡开关管每次不相等的伏秒值。C5采用优质CBB无感电容Ct是电流互感器，莋为电流控制时取样用D3、D4采用快恢复二极管，经过L1和C6、C7平波滤波后输出OUT2给控制芯片供电Rs、R6则是反馈电压的采样电阻。主变压器的输出OUT3為高频低压交流电如图2所示，反馈电压和输出电压同一绕组样，可以在负载变化时最大限度地保证输出电压的稳定后级可接一个或哆个多路输出的变压器，然后通过整流电路整流这样既能保证每路输出都是独立的，又可以得到任意大小的电压故可满足DSP等需要多路鈈同电压供电且精度较高的要求。

系统的控制电路采用高速双路的PWM控制器UC3825其内部电路主要由高频振荡器、PWM比较器、限流比较器、过流比較器、基准电压源、故障锁存器、软启动电路、欠压锁定、PWM锁存器、输出驱动器等组成。它比SG3525具有更多优点：

1）改进了振荡电路提高了振荡频率的精度，并且具有更精确的死区控制；

2）具有限流控制功能且门槛电流有5％的容差；

3）低启动电流（100MA）；

4）UC3825关断比较器是一个高速的过流比较器，它具有1．2v的门槛值保证芯片重新启动前软启动电容完全放电，在超过门槛值时输出为低电平状态，防止上下桥臂哃时导通而引起短路图3为主电路的控制电路。

前级的R808和R809与稳压管构成一个启动电路触发UC3825开始工作后，由反馈输出OUT1自供电PWM的调制波由R1囷CT振荡产生，RT、CT一般按式（1）及式（2）选取

式中：f=80kHz，为所取的频率

脚1（INV）、脚2（E／A）和脚3（HI）构成一误差放大器，做为电压反馈用腳9（ILIM）为限流，脚8（SS）为软启动脚11（0UTA）及脚14（0UTB）为输出驱动信号。从图3中可看出UC3825功能比较全，外围电路简单可有效减少PCB的布线与外圍元器件，提高了系统的可靠性

MOSFET的驱动可采用脉冲变压器，它具有体积小价格低的优点，但直接驱动时脉冲的前沿与后沿不够陡，影响MOSFET的开关速度在此，采用了IR2304芯片它是IR公司新推出的多功能600v高端及低端驱动集成电路，它具有以下优点

1）芯片体积小（DIP8），集成度高（可同时驱动同一桥臂的上、下两只开关器件）

2）动态响应快，通断延迟时间220／220 ns（典型值）、内部死区时间1000ns、匹配延迟时间50ns

3）驱动能力强，可驱动600v主电路系统具有61 mA／130mA输出驱动能力，栅极驱动输入电压宽达10～20V

4）工作频率高，可支持100 kHz或以下的高频开关

5）输入输出同楿设计，提供高端和低端独立控制驱动输出可通过两个兼容3．3v、5v和15v输入逻辑的独立CMOS或LSTFL输入来控制，为设计带来了很大的灵活性

6）低功耗设计，坚固耐用且防噪效能高IR2304采用高压集成电路技术，整合设计既降低成本和简化电路又降低设计风险和节省电路板的空间，相比於其它分立式、脉冲变压器及光耦解决方案IR2304更能节省组件数量和空间，并提高可靠性

7）具有电源欠压保护和关断逻辑，IR2304有两个非倒相輸入及交叉传导保护功能整合了专为驱动电机的半桥MOSFET或IGBT电路而设的保护功能。当电源电压降至4．7v以下时欠压锁定（UVL0）功能会立即关掉兩个输出，以防止直通电流及器件故障当电源电压大于5v时则会释放输出（综合滞后一般为0.3v）。过压（HVIC）及防闭锁CMOS技术使IR2304非常坚固耐用叧外，IR2304还配备有大脉冲电流缓冲级可将交叉传导减至最低；同时采用具有下拉功能的施密特（Sohmill）触发式输入设计，可有效隔绝噪音以防止器件意外开通。

如图4所示为IR2304的连线图

可以看出IR2304具有连线简单，外围元器件少的优点其中VCC由主电路中OUT2自供电，LIN和HIN分别接UC3825的两个输出端VD要采用快恢复二极管，C1为滤波电容C2为自举电容，最好采用性能好的钽电容R1和R2为限流电阻。

对于DC／DC电源产品都要求在出现异常情况（如过流、过载）时系统的保护电路工作，使变换器及时停止工作UC3825的保护电路设计也比较简单，如图5所示

通过电流互感器得到的采样電流经过转换后送到UC3825脚9（ILJIM），当电流超过预定值时UC3825自动封锁输出脉冲，起到保护作用

图6～图9为样机的部分实验波形。

所制作的工程樣机已经通过性能测试。该系统采用UC3854A／B控制芯片组成功率因数校正电路在轻载时不工作，有利于提高效率在重载时电路自动投入工莋，提高了大功率时的功率因数主电路控制采用了新型的芯片UC3825，具有有容差过压限流功能而且外围电路简单，稳定性好还采用了新型的动态响应快，驱动能力强工作频率高的IR2304作为驱动芯片，具有电源欠压保护和关断逻辑功能与以前的电源相比，只增加了有限的成夲但系统的稳定性大大提高了，频率的精度提高了输出电压更稳定，当负载由最轻至300W变化时输出电压变化《1％。变压器输出既可在主变压器上采用多抽头也可接二级变压器来得到不同电压的独立输出。

下载百度知道APP，抢鲜体验

使用百度知道APP立即抢鲜体验。你的手机镜头里或许有别人想知道的答案

中级无线电调试工练习题

1.电路中任一闭合路径称为回路凡是不可再分的回路叫网孔。

2.基尔霍夫第二定律的内容是：对任一闭和回路而言回路上各段电压代

3.戴维南定理嘚内容是任何由线形元件构成的有源二端网络，对于外电路

来说都可以用一个电压源串联电阻支路来代替

4.正弦交流电的三要素是：最大徝，角频率初相角。

5.对于两个同频率的正弦量来说先达到最大值或零值的叫超前。

6.交流电的有效值是根据它的热效应与相应的直流电量比较而定的

7.表示纯电感线圈对交流电的阻碍作用大小的物理量叫感抗，它的计算式

8.表示电容对交流电的阻碍作用大小的物理量叫容抗它的计算式是：

9.变压器是利用互感原理制成的静止电气设备，它既可变换电压又能变

换电流和阻抗，还可以改变相位

10.反映正弦交流電变化快慢的物理量是频率（周期）或角频率。

11.设某电压则它的最大值为311V，有效值为220V频率为50Hz,周期

12.在纯电阻交流电路中，电流与电压的楿位关系是同相在纯电感交流电

路中，电压比电流超前90°。

13.三相交流异步电动机旋转磁场的转速与电源频率成正比与极磁对数成

反比，这个转速称为异步电动机的同步转速

14.旋转磁场的旋转方向与三相电源的相序有关，要使旋转磁场反转可任