基于TL494的微機開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(上海交大)

1、基于TL494的微機開關(guān)電源設(shè)計摘 要隨著開關(guān)電源在計算機、通信、航空航天、儀器儀表及家用電器等方面的廣泛應用, 人們對其需求量日益增長,并且對電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢在很多方面逐步取代了效率低,又笨又重的線性電源。 電力電子技術(shù)的發(fā)展,特別是大功率器件IGBT1和MOSFET的迅速發(fā)展,將開關(guān)電源的工作頻率提高到相當高的水平,使其具有高穩(wěn)定性和高性價比等特性。開關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務，信息技術(shù)的發(fā)展對電源技術(shù)又提出了更高的要求,從而促進了開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。微機的電源通常采用脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電源，這種電

2、源具有功耗小、轉(zhuǎn)換效率高、工作可靠、保護完善和穩(wěn)壓范圍寬等特點，開關(guān)電源的高頻變換電路形式很多, 常用的變換電路有推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。本課題介紹了一種基于PWM2技術(shù)的半橋式微機開關(guān)穩(wěn)壓電源，它是通過用雙端驅(qū)動集成電路TL494輸?shù)腜WM脈沖控制主開關(guān)的導通來控制直流輸出的。本文給出了微機開關(guān)穩(wěn)壓電源的交流輸入整流濾波電路、輔助電源電路、PWM控制及驅(qū)動電路,多路直流輸出電路、自動穩(wěn)壓控制電路的詳細設(shè)計方法及設(shè)計思路，并附有詳細的電路圖。關(guān)鍵詞：IGBT，PWM，開關(guān)電源，驅(qū)動電路，整流 DESIGN OF A MICRO-COMPUTER SWITCHING POWE

3、R SUPPLY BASED ON TL494ABSTRACTWith the development of switching power supply in the field of computer , correspond, aviation and astronautics , instrument appearance and electrical production etc, the demand of the production are increasing as people need ,and people have brought forward higher req

4、uest to aspect such as the power efficiency , bulk factor, and reliability. The switch power not only volume is small but also efficiency is height, weight makes light, which are substituting the inefficient, both stupid and serious linearity power in many aspects step by step. With the electric pow

5、er electronic technology development, especially high efficiency device of IGBT and the MOSFET rapid development, the switching powers performance develop various and its cost is becoming cheaper and cheaper, people could accept the new switching power. The information technology development also se

6、t a higher request to the power source technology, thus promoted the switching power technology development.The microcomputer power usually adopts pulse width modulation switching power supply. This subject introduces a kind of PWM technology based on half bridge type microcomputer switching power s

7、upply. It is through the use of drive IC TL494 control of the pulse of PWM switch conduction to control dc output. In this paper the microcomputer switching power supply filter circuits, auxiliary power, PWM control and drive circuit, multi-channel DC voltage output circuit, automatic control circui

8、t of detailed design method and design ideas, and detailed circuit.KEY WORDS: IGBT，PWM，switching power, drive circuit，rectify 目 錄前 言1第1章 開關(guān)電源的發(fā)展21.1 開關(guān)電源概述21.1.1 開關(guān)電源的工作原理21.1.2 開關(guān)電源的組成31.1.3 開關(guān)電源的特點41.2 開關(guān)電源的分類41.3 開關(guān)器件的分析51.3.1 開關(guān)器件的特征51.3.2 電力二極管61.3.3 電力場效應晶體管MOSFET6第2章 主要開關(guān)變換電路82.1 推挽開關(guān)變換電路82.2

9、 半橋開關(guān)變換電路92.2.1 半橋開關(guān)變換電路工作原理92.2.2 半橋變換器的應用10第3章 TL494在微機開關(guān)電源中的應用123.1 TL494概述123.1.1 TL494主要特性123.1.2 TL494工作原理簡述123.1.3 TL494內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)133.2 TL494的各腳功能及參數(shù)143.3 TL494脈沖控制波形圖153.4 TL494構(gòu)成的PWM控制器電路16第4章 微機開關(guān)電源的原理與組成194.1 微機開關(guān)電源的原理194.2 微機開關(guān)電源的組成204.2.1 交流輸入整流濾波電路204.2.2 脈沖半橋功率變換電路224.2.3 脈寬調(diào)制控制電路234.2.4

10、多路直流穩(wěn)壓輸出電路234.2.5 +5VSB、PS-ON、PW-OK控制信號244.2.6 自動穩(wěn)壓與保護控制電路24第5章 微機開關(guān)電源電路圖的分析255.1 交流輸入整流濾波電路255.2 輔助電源電路265.3 PS-ON信號控制電路275.4 PW-OK信號控制電路285.5 脈寬調(diào)制控制電路295.6 功率變換及直流輸出電路305.7 自動穩(wěn)壓控制電路31結(jié) 論33參考文獻34致 謝35附 錄36外文資料譯文41前 言電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進入80年代計算機電源全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計算機的電源換代，進入90年代開關(guān)電源相繼進入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機、通訊

11、、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。 1994年我國原郵電部作出重大決策，要求通信領(lǐng)域推廣使用開關(guān)電源以取代相控電源。開關(guān)電源的使用為國家節(jié)省了大量銅材、鋼材和占地面積。目前，國內(nèi)開關(guān)電源自主研發(fā)及生產(chǎn)廠家有300多家，形成規(guī)模的有十多家。國產(chǎn)開關(guān)電源已占據(jù)了相當市場，一些大公司如中興通訊自主開發(fā)的電源系列產(chǎn)品已獲得廣泛認同，在電源市場競爭中頗具優(yōu)勢，并有少量開始出口。國外的一些大公司，像美國IR公司對開關(guān)電源研究從70年代就開始了，現(xiàn)在他們的技術(shù)已經(jīng)相當?shù)某墒炝?，如在開關(guān)管這方面，IR公司開發(fā)的一種新型IGBT開關(guān)管，其溝槽(Trenc

12、h)原胞密度已達每平方英寸1.12億個的世界最高水平，通態(tài)電阻R可達3毫歐。我們國內(nèi)的開關(guān)電源和國外還有相當?shù)囊欢尾罹?。電源是電腦系統(tǒng)的動力基礎(chǔ)，是電腦主機配件的動力源泉。電源輸出的電流好壞，直接影響電腦主機各配件性能的發(fā)揮和使用壽命，隨著近年各種硬件設(shè)備頻率、速度和功耗的提高，電源對于整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響也越來越大。微機開關(guān)電源3的核心部件是高頻開關(guān)和主變壓器，而高頻變換電路形式很多, 常用的變換電路有推挽,全橋,半橋,單端正激和單端反激等形式。本文介紹了一種基于PWM技術(shù)的半橋式微機開關(guān)穩(wěn)壓電源，它是通過用雙端驅(qū)動集成電路TL494輸?shù)腜WM脈沖控制主開關(guān)的導通來控制直流輸出的。本文給出了

13、微機開關(guān)穩(wěn)壓電源的詳細電路圖，并且每部分都附有詳細的分析，說明了各部分的工作原理。第1章 開關(guān)電源的發(fā)展1.1 開關(guān)電源概述1.1.1 開關(guān)電源的工作原理開關(guān)電源就是采用功率半導體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比調(diào)整輸出電壓，開關(guān)電源的工作原理可以用圖1-1進行說明。圖中輸入的直流不穩(wěn)定電壓Ui經(jīng)開關(guān)S加至輸出端，S為受控開關(guān)，是一個受開關(guān)脈沖控制的開關(guān)調(diào)整管，若使開關(guān)S按要求改變導通或斷開時間，就能把輸入的直流電壓Ui變成矩形脈沖電壓。這個脈沖電壓經(jīng)濾波電路進行平滑濾波后就可得到穩(wěn)定的直流輸出電壓Uo。 圖1-1 開關(guān)電源的工作原理為方便分析開關(guān)電源電路，定義脈沖占

14、空比如下： (1-1)式中，T表示開關(guān)S的開關(guān)重復周期；TON表示開關(guān)S在一個開關(guān)周期中的導通時間。 開關(guān)電源直流輸出電壓Uo與輸入電壓Ui之間有如下關(guān)系：Uo=Ui*D (1-2)由式(1-1)和式(1-2)可以看出，若開關(guān)周期T一定，改變開關(guān)S的導通時間TON，即可改變脈沖占空比D，從而達到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。T不變，只改變TON來實現(xiàn)占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式叫做脈沖寬度調(diào)制(PWM)。 由于PWM式的開關(guān)頻率固定，輸出濾波電路比較容易設(shè)計，易實現(xiàn)最優(yōu)化，因此PWM式開關(guān)電源用得較多。若保持TON不變，利用改變開關(guān)頻率f=1/T實現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)輸出直流電壓Uo穩(wěn)壓的方法，稱做脈沖頻

15、率調(diào)制(PFM)。由于該方式的開關(guān)頻率不固定，因此輸出濾波電路的設(shè)計不易實現(xiàn)最優(yōu)化。既改變TON，又改變T，實現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式稱做脈沖調(diào)頻調(diào)寬方式。在各種開關(guān)電源中，以上三種脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式均有應用。1.1.2 開關(guān)電源的組成開關(guān)電源的基本組成如圖1-2所示。其中DC/DC變換器用以進行功率變換，它是開關(guān)電源的核心部分；驅(qū)動器是開關(guān)信號的放大部分，對來自信號源的開關(guān)信號進行放大和整形，以適應開關(guān)管的驅(qū)動要求；信號源產(chǎn)生控制信號，該信號由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是PWM信號、PFM信號或其他信號；比較放大器對給定信號和輸出反饋信號進行比較運算，控制開關(guān)信號的幅值、頻率、波形等，

16、通過驅(qū)動器控制開關(guān)器件的占空比，以達到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。除此之外，開關(guān)電源還有輔助電路，包括啟動、過流過壓保護、輸入濾波、輸出采樣、功能指示等電路。反饋回路檢測其輸出電壓，并與基準電壓比較，其誤差通過誤差放大器進行放大，控制脈寬調(diào)制電路，再經(jīng)過驅(qū)動電路控制半導體開關(guān)的通斷時間，從而調(diào)整輸出電壓。圖1-2 開關(guān)電源的基本組成AC/DC變換器也有多種電路形式，其中控制波形為方波的PWM變換器以及工作波形為準正弦波的諧振變換器應用較為普遍。開關(guān)電源與線性電源相比，其輸入的瞬態(tài)變換比較多地表現(xiàn)在輸出端，在提高開關(guān)頻率的同時，由于比較放大器的頻率特性得到改善，開關(guān)電源的瞬態(tài)響應指標4也能得到改善。開

17、關(guān)電源的負載變換瞬態(tài)響應主要由輸出端LC濾波器的特性決定，所以可以通過提高開關(guān)頻率、降低輸出濾波器LC的方法來改善瞬態(tài)響應特性。1.1.3 開關(guān)電源的特點開關(guān)電源具有如下特點：(1) 效率高。開關(guān)電源的功率開關(guān)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以調(diào)整管的功耗小，效率高，一般在80%90%，高的可達90%以上。(2) 重量輕。由于開關(guān)電源省掉了笨重的電源變壓器，節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片，從而使其重量只有同容量線性電源的1/5，體積也大大縮小了。(3) 穩(wěn)壓范圍寬。開關(guān)電源的交流輸入電壓在90270 V內(nèi)變化時，輸出電壓的變化在2%以下。合理設(shè)計開關(guān)電源電路，還可使穩(wěn)壓范圍更寬，并保證開關(guān)電源的高效率。

18、(4) 安全可靠。在開關(guān)電源中，由于可以方便地設(shè)置各種形式的保護電路，因此當電源負載出現(xiàn)故障時，能自動切斷電源，保障其功能可靠。(5) 功耗小。由于開關(guān)電源的工作頻率高，一般在20 kHz以上，因此濾波元件的數(shù)值可以大大減小，從而減小功耗；特別是，由于功率開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，損耗小，不需要采用大面積散熱器，電源溫升低，周圍元件不致因長期工作在高溫環(huán)境而損壞，因此采用開關(guān)電源可以提高整機的可靠性和穩(wěn)定性。1.2 開關(guān)電源的分類開關(guān)電源的分類方法有很多，下面介紹幾種常見的分類方法。按電路的輸出穩(wěn)壓控制方式，開關(guān)電源可分為脈沖寬度調(diào)制(PWM)式、 脈沖頻率調(diào)制(PFM)式和脈沖調(diào)頻調(diào)寬式三種。按

19、開關(guān)電源的觸發(fā)方式分類,可分為自激式開關(guān)電源，自激式開關(guān)電源利用電源電路中的開關(guān)晶體管和高頻脈沖變壓器構(gòu)成正反饋環(huán)路，來完成自激振蕩，使開關(guān)電源輸出直流電壓。在顯示設(shè)備的PWM式開關(guān)電源中，自激振蕩頻率同步于行頻脈沖，即使在行掃描電路發(fā)生故障時，電源電路仍能維持自激振蕩而有直流輸出電壓。它激式開關(guān)電源，它激式開關(guān)電源必須有一個振蕩器，用以產(chǎn)生開關(guān)脈沖來控制開關(guān)管，使開關(guān)電源工作，輸出直流電壓。 按電路的輸出取樣方式分類，可分為直接輸出取樣開關(guān)電源，間接輸出取樣開關(guān)電源；開關(guān)電源按功率開關(guān)管的連接方式，可分為單端正激開關(guān)電源、單端反激開關(guān)電源、半橋開關(guān)電源和全橋開關(guān)電源；按功率開關(guān)管與電源供電、

20、儲能電感、穩(wěn)壓電壓的輸出方式，可分為串聯(lián)開關(guān)電源和并聯(lián)開關(guān)電源。1.3 開關(guān)器件的分析1.3.1 開關(guān)器件的特征 同處理信息的電子器件相比，開關(guān)電源的電子器件具有以下特征：(1) 能處理電功率的大小，即承受電壓和電流的能力是開關(guān)器件最重要的參數(shù)，其處理電功率的能力小至毫瓦級，大至兆瓦級，大多遠大于處理信息的電子器件。(2) 開關(guān)器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)，導通時(通態(tài))阻抗很小，接近于短路，管壓降接近于零，電流由外電路決定；阻斷時阻抗很大，接近于斷路，電流幾乎為零，管子兩端電壓由外電路決定。(3) 開關(guān)器件的動態(tài)特性也是很重要的方面，有些時候甚至上升為第一位的重要問題。作電路分析時，為簡單起見往

21、往用理想開關(guān)來代替實際開關(guān)。 (4) 電路中的開關(guān)器件往往需要由信息電子電路來控制。在主電路和控制電路之間，需要一定的中間電路對控制電路的信號進行放大，這就是開關(guān)器件的驅(qū)動電路。(5) 為保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導致開關(guān)器件溫度過高而損壞，不僅在開關(guān)器件封裝上講究散熱設(shè)計，在其工作時一般都要安裝散熱器。導通時，器件上一定的通態(tài)壓降；形成通態(tài)損耗阻斷時，開關(guān)器件上有微小的斷態(tài)漏電流流過；形成斷態(tài)損耗5時，在開關(guān)器件開通或關(guān)斷的轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生開通損耗和關(guān)斷損耗，總稱開關(guān)損耗。對某些器件來講，驅(qū)動電路向其注入的功率也是造成開關(guān)器件發(fā)熱的原因之一。1.3.2 電力二極管電力二極管可分為普通二極管,

22、快恢復二極管,肖特基二極管三種。 普通二極管又稱為整流二極管(Rectifier Diode)，多用于開關(guān)頻率不高的整流電路中。其反向恢復時間較長，一般在5s以上，這在開關(guān)頻率不高時并不重要。其正向電流定額值和反向電壓定額值可以達到很高，分別可達數(shù)千安和數(shù)千伏以上。 快恢復二極管是恢復過程很短，特別是反向恢復過程很短的二極管，簡稱為快速二極管。快速二極管在工藝上多采用了摻金措施，有的采用PNP結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進的PIN結(jié)構(gòu)。采用外延型PIN結(jié)構(gòu)的快恢復外延二極管(Fast Recovery Epitaxial Diodes，F(xiàn)RED)，其反向恢復時間更短(可低于50 ns)，正向壓降也很低

23、(0.9 V左右)，但其反向耐壓多在400V以下?？焖俣O管從性能上可分為快速恢復和超快速恢復兩個等級，前者反向恢復時間為數(shù)百納秒或更長，后者則在100ns以下，有的甚至達到2030ns。以金屬和半導體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管稱為肖特基勢壘二極管，簡稱為肖特基二極管。肖特基二極管的優(yōu)點很多，主要是：反向恢復時間很短(1040ns)，正向恢復過程中不會有明顯的電壓過沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復二極管；其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高。肖特基二極管的不足之處是：當反向耐壓提高時，其正向壓降也會高得不能滿足要求，因此多用于200V以下；反向漏電流

24、較大且對溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴格地限制其工作溫度。1.3.3 電力場效應晶體管MOSFET電力場效應晶體管主要指絕緣柵型中的MOS型，簡稱電力MOSFET。其特點是：用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性好，電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電源電子裝置。電力MOSFET的種類按導電溝道可分為P溝道和N溝道，如圖1-27所示。其中G為柵極，S為源極，D為漏極。電力MOSFET的工作原理是：在截止狀態(tài)，漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)反偏，漏源極之間無電流流過；在導

25、電狀態(tài)，在柵源極間加正電壓UGS，柵極是絕緣的，所以不會有柵極電流流過，但柵極的正電壓會將其下面P區(qū)中的空穴推開，而將P區(qū)中的電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面。圖1-3 電力MOSFET的結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號第2章 主要開關(guān)變換電路2.1 推挽開關(guān)變換電路圖2-1為推挽開關(guān)變換電路的示意圖。脈沖變壓器初、 次級都有兩組對稱的繞組，其相位關(guān)系如圖所示，開關(guān)管用開關(guān)S表示。如果在S1、S2基極加入時序不同的正向驅(qū)動脈沖，加到S1基極的驅(qū)動脈沖t1使S1導通，待t1過后，驅(qū)動電路輸出t2，再使S2導通。兩者交替導通，通過變壓器將能量傳到次級電路，使V1、V2輪流導通，向負載提供能量。由于S1、S2導通電流

26、方向不同，形成的磁通方向相反，因此推挽開關(guān)變換電路與前述開關(guān)電源電路相比，提高了磁心的利用率。磁心在四個象限內(nèi)的磁化曲線都被利用，在一定輸出功率時，磁心的有效截面積可以小于同功率的單端開關(guān)電路。此外，當驅(qū)動脈沖頻率恒定時，紋波率也相對較小。圖2-1 推挽開關(guān)變換電路在推挽開關(guān)變換電路中，能量轉(zhuǎn)換由兩管交替控制，當輸出相同功率時，電流僅是單端開關(guān)電源管的一半，因此開關(guān)損耗隨之減小，效率提高。如果選用同規(guī)格的開關(guān)管組成單端變換電路，輸出最大功率為150 W。若使用2只同規(guī)格開關(guān)管組成推挽電路，輸出功率可以達到400500 W。所以輸出功率200 W以上的開關(guān)電源均宜采用推挽開關(guān)變換電路。當濾波電感

27、L電流連續(xù)時，輸出電壓表達式為 (2-1)圖2-1所示的對稱推挽開關(guān)變換電路有不足之處。一是開關(guān)管承受反壓較高。當開關(guān)管截止時，電源電壓和脈沖變壓器初級繞組二分之一的感應電壓相串聯(lián)，加到開關(guān)管集電極和發(fā)射極，因而要求開關(guān)管UECO2UCC。二是推挽開關(guān)變換電路相當于單端開關(guān)電路的對稱組合，只有當開關(guān)管特性以及脈沖變壓器初、 次級繞組均完全對稱時，脈沖變壓器磁心的磁化曲線在直角坐標第、象限內(nèi)所包括的面積才和第、 象限曲線內(nèi)面積相等，正負磁通相抵消。否則，磁感應強度+B和-B的差值形成剩余磁通量，使一個開關(guān)管磁化電流增大，同時次級V1、V2加到負載上的輸出電壓也不相等，從而增大紋波，推挽開關(guān)變換電

28、路的優(yōu)勢盡失。因此，這種推挽開關(guān)變換電路目前僅用于自激或它激式低壓輸入的穩(wěn)壓變換器中。因為該電路采用低壓供電，N1、N2匝數(shù)少，且兩繞組間電壓差也小，所以一般采用雙線并繞的方式來保證其對稱性。2.2 半橋開關(guān)變換電路2.2.1 半橋開關(guān)變換電路工作原理 顧名思義, 半橋開關(guān)變換電路就是取掉全橋開關(guān)變換電路中的兩只開關(guān)管，如圖2-4所示。圖 2-2 半橋開關(guān)變換電路原理圖該電路的工作過程如下。VT1與VT2交替導通，使變壓器一次側(cè)形成幅值為Ui/2的交流電壓。改變開關(guān)的占空比，就可以改變二次側(cè)整流電壓的平均值，也就改變了輸出電壓Uo。當VT1導通時，二極管V1處于通態(tài)；當VT2導通時，二極管V2

29、處于通態(tài)；當兩個開關(guān)都關(guān)斷時，變壓器繞組N1中的電流為零；當V1和V2都處于通態(tài)時，各分擔一半的電流。當VT1或VT2導通時，電感L的電流逐漸上升；當VT1和VT2都關(guān)斷時，電感L的電流逐漸下降。VT1和VT2斷態(tài)時承受的最高電壓為Ui。由于電容的隔離作用，半橋開關(guān)變換電路對由于兩個開關(guān)導通時間不對稱而造成的變壓器一次側(cè)電壓的直流分量有自動平衡作用，因此不容易發(fā)生變壓器的偏磁和直流磁飽和。當濾波電感L的電流連續(xù)時，輸出電壓的計算公式為 (2-2)半橋開關(guān)變換電路省去了兩只開關(guān)管，采用連接電容分壓方式，使開關(guān)管C-E極電壓與橋式電路相同，同時驅(qū)動電路也大為簡化，只需兩組在時間軸上不重合的驅(qū)動脈沖

30、，兩組驅(qū)動電路的參考點為各自開關(guān)管的發(fā)射極。根據(jù)上述原理，當采用相同規(guī)格的開關(guān)管時，半橋開關(guān)變換電路負載端電壓為1/2Ui，輸出功率為全橋開關(guān)變換電路的1/4。半橋開關(guān)變換電路具有全橋開關(guān)變換電路的所有優(yōu)勢，因此其應用比全橋開關(guān)變換電路更普遍。2.2.2 半橋變換器的應用實用的全橋開關(guān)變換6電路必須有4組相互獨立的驅(qū)動脈沖，其中每組開關(guān)管VT1、VT4和VT2、VT3的各自驅(qū)動脈沖極性都相同，但是驅(qū)動信號的參考點不同。如果組成自激振蕩電路，4組開關(guān)要得到相同幅度、不同時序的正反饋脈沖是相當困難的，加上4只開關(guān)管的性能對稱要求也難以達到，因此全橋開關(guān)變換電路極少被用于自激變換器中。半橋變換器具有

31、全橋開關(guān)變換電路的所有優(yōu)勢，在目前的MOSFET開關(guān)管、IGBT等高壓大電流開關(guān)器件中均可采用，其應用遠比全橋開關(guān)變換電路更廣泛。自激式半橋變換器的開關(guān)管耐壓要求較低，目前輸出功率200W以下的變換器廣泛采用半橋開關(guān)變換電路。圖2-3為無工頻變壓器的半橋開關(guān)降壓電路。圖中TC1、TC2和VT1、VT2組成半橋開關(guān)變換電路，將輸入整流后約310V直流高壓由開關(guān)電路變成雙向矩形波，通過降壓比的方式輸出，經(jīng)整流濾波獲得與輸入隔離的低壓直流電。該電路代替工頻變壓器和整流濾波電路組成的低壓直流電源，故稱其為電子變壓器7。C1、C2串聯(lián)接在輸出電壓兩端，正常情況下，其中點電壓為輸入電壓的1/2。該電壓經(jīng)輸

32、出變壓器T2的初級繞組N1接于兩只開關(guān)管的串聯(lián)連接點上。當VT1導通時，+310V電壓經(jīng)VT1的C-E極加到TC2繞組N1上端，N1下端接C1、C2的中點，因此N1初級電壓為310V-150V=155V。當VT2導通時，C1、C2分壓值+155V經(jīng)VT2的C-E 極到輸入電壓負極，電壓也為155V。在T2初級繞組中，兩管導通電流方向相反，T2次級輸出對稱的矩形波。圖2-3 半橋開關(guān)降壓電路脈沖變壓器TC1為反饋變壓器，其初級繞組N1通過C5、C6將TC2的次級輸出脈沖電壓分壓得到反饋脈沖，T1次級繞組N2、N3形成相位相反的兩組驅(qū)動脈沖。根據(jù)圖示的TC1、TC2相位關(guān)系，當VT1導通時，TC1

33、繞組N2輸出與TC2初次級相同的脈沖，構(gòu)成VT1的正反饋，而TC1繞組N3則輸出與TC2初次級相位相反的脈沖。因為VT2導通時，TC2初級電流方向反向，故TC1繞組N3構(gòu)成VT2的正反饋電路。該變換器的反饋脈沖取自TC2次級繞組，利用TC2的降壓比獲得較低的反饋電壓，以免另設(shè)低阻抗反饋繞組。半橋式推挽電路輸出的是雙向矩形波，反饋脈沖也應是雙向的，才能使VT1、VT2維持正反饋作用。電路中通過C5、C6分壓取得相對于TC2次級中點相位不同的脈沖，無論VT1還是VT2導通，都有正反饋作用。反饋電路中串聯(lián)有電阻，目的是自動調(diào)整反饋量，避免反饋量過大而使開關(guān)管的存儲效應增大。第3章 TL494在微機開

34、關(guān)電源中的應用3.1 TL494概述3.1.1 TL494主要特性TL494是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。其外形圖如圖3-1。圖3-1 TL494外形圖TL494有SO-16和PDIP-16兩種封裝形式，以適應不同場合的要求。TL494能產(chǎn)生PWM，能調(diào)整頻率和脈寬，還有一路基準電壓，這些都滿足DC-DC的條件，采用不同拓撲，得到升壓和降壓，如采用推挽（push-pull）方式升壓，可以改變反饋電阻，得到其他電壓；采用BUCK拓撲降壓，可以改變反饋電阻，得到其他電壓。3.1.2 TL494工作原理簡述TL494

35、內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進行調(diào)節(jié)。 輸出脈沖的寬度是通過電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個控制信號進行比較來實現(xiàn)。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當雙穩(wěn)觸發(fā)器的時鐘信號為低電平時才會被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會被選通。當控制信號增大，輸出脈沖的寬度將減小。 控制信號由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。死區(qū)時間比較器具有120mV的輸入補償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時間約等于鋸齒波周期的4%，當輸出端接地，最大輸出占空比為96%，而輸出端接參考電平時，占空比為48%。 脈沖寬度調(diào)制比較器為誤差放大器

36、調(diào)節(jié)輸出脈寬提供了一個手段：當反饋電壓從0.5V變化到3.5時，輸出的脈沖寬度從被死區(qū)確定的最大導通百分比時間中下降到零。3.1.3 TL494內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)TL494為雙端圖騰柱輸出的PWM脈沖控制驅(qū)動器，總體結(jié)構(gòu)比同類集成電路SG3524更完善。TL494內(nèi)部電路框圖見圖3-2，說明如下。圖 3-2 TL494內(nèi)部電路框圖(1) 內(nèi)置RC定時電路設(shè)定頻率的獨立鋸齒波振蕩器8，其最高振蕩頻率為300 kHz，能驅(qū)動雙極型開關(guān)管或MOSFET管。 (2) 內(nèi)部設(shè)有比較器組成的死區(qū)時間控制電路，用外加電壓控制比較器的輸出電平，通過其輸出電平使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)換，控制兩路輸出之間的死區(qū)時間。當4腳輸出電平

37、升高時，死區(qū)時間增大。(3) 觸發(fā)器的兩路輸出設(shè)有控制電路，使VT1、VT2既可輸出雙端時序不同的驅(qū)動脈沖，驅(qū)動推挽開關(guān)電路和半橋開關(guān)電路，也可輸出同相序的單端驅(qū)動脈沖，驅(qū)動單端開關(guān)電路。(4) 內(nèi)部兩組完全相同的誤差放大器，其同相輸入端和反相輸入端均被引出芯片外，因此可以自由設(shè)定其基準電壓，以方便用于穩(wěn)壓取樣，或用其中一種作為過壓、過流的超閾值保護。 (5) 輸出驅(qū)動電流單端達到400mA，能直接驅(qū)動峰值開關(guān)電流達5A的開關(guān)電路。雙端輸出為2200mA，加入驅(qū)動級即能驅(qū)動近千瓦的推挽和半橋電路。若用于驅(qū)動MOSFET 管，則需另加入灌流驅(qū)動電路9。3.2 TL494的各腳功能及參數(shù)1、16腳

38、為誤差放大器A1、A2的同相輸入端, 最高輸入電壓不超過VCC+0.3 V；2、15 腳為誤差放大器 A1、A2 的反相輸入端, 可接入誤差檢出的基準電壓。3腳為誤差放大器A1、A2的輸出端，在集成電路內(nèi)部用于控制PWM比較器的同相輸入，當A1、A2任一輸出電壓升高時，控制PWM比較器的輸出脈寬減小。同時，該輸出端還引出端外，以便與2、15腳間接入RC頻率校正電路和直流負反饋電路，穩(wěn)定誤差放大器的增益以及防止其高頻自激。3腳電壓反比于輸出脈寬，也可利用該端功能實現(xiàn)高電平保護。4腳為死區(qū)時間控制端。當外加1V以下的電壓時，死區(qū)時間與外加電壓成正比。如果電壓超過1V，內(nèi)部比較器將關(guān)斷觸發(fā)器的輸出脈

39、沖。 5腳為鋸齒波振蕩器外接定時電容端，6腳為鋸齒波振蕩器外接定時電阻端，一般用于驅(qū)動雙極型三極管時需限制振蕩頻率小于40kHz。7腳為共地端。8、11腳為兩路驅(qū)動放大器NPN管的集電極開路輸出端。當通過外接負載電阻引出輸出脈沖時，為兩路時序不同的倒相輸出，脈沖極性為負極性，適合驅(qū)動P型雙極型開關(guān)管或P溝道MOSFET管。此時兩管發(fā)射極接共地。 9、10腳為兩路驅(qū)動放大器的發(fā)射極開路輸出端。當8、11腳接VCC，在9、10腳接入發(fā)射極負載電阻到地時，驅(qū)動放大器的輸出為兩路正極性圖騰柱輸出脈沖，適合于驅(qū)動N型雙極型開關(guān)管或N溝道MOSFET管。12腳為VCC，即輸入端，供電范圍為840V。13腳

40、為輸出模式控制端，外接5 V高電平時為雙端圖騰柱式輸出，用以驅(qū)動各種推挽開關(guān)電路。接地時為兩路同相位驅(qū)動脈沖輸出，8、11腳和9、10腳可直接并聯(lián)。雙端輸出時最大驅(qū)動電流為2200mA，并聯(lián)運用時最大驅(qū)動電流為400mA。 14腳為內(nèi)部基準電壓精密穩(wěn)壓電路端，輸出50.25V的基準電壓，最大負載電流為10mA，用于誤差檢出基準電壓和控制模式的控制電壓。RT的取值范圍為1.8500，CT的取值范圍為4700pF10F，最高振蕩頻率為fOSC300kHz。 TL494在工作時，通過5、6腳分別接定時元件CT和RT，經(jīng)相應的門電路去控制TL494內(nèi)部的兩個驅(qū)動三極管交替導通和截止，通過8腳和11腳向

41、外輸出相位相差180的脈寬調(diào)制控制脈沖。TL494若將13腳與14腳相連，可形成推挽式電路；若將13腳與7腳相連，可形成單端輸出電路，為增大輸出，可將兩個三極管并聯(lián)。3.3 TL494脈沖控制波形圖控制信號由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。死區(qū)時間比較器具有120mV的輸入補償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時間約等于鋸齒波周期的4%，當輸出端接地，最大輸出占空比為96%，而輸出端接參考電平時，占空比為48%。當把死區(qū)時間控制輸入端接上固定的電壓（范圍在0-3.3V之間）即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時間。 脈沖寬度調(diào)制比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈寬提供了一個手

42、段：當反饋電壓從0.5V變化到3.5時，輸出的脈沖寬度從被死區(qū)確定的最大導通百分比時間中下降到零。兩個誤差放大器具有從-0.3V到（Vcc-2.0）的共模輸入范圍，這可能從電源的輸出電壓和電流察覺得到。誤差放大器的輸出端常處于高電平，它與脈沖寬度調(diào)制器的反相輸入端進行“或”運算，正是這種電路結(jié)構(gòu)，放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。 當比較器CT放電，一個正脈沖出現(xiàn)在死區(qū)比較器的輸出端，受脈沖約束的雙穩(wěn)觸發(fā)器進行計時，同時停止輸出管Q1和Q2的工作。若輸出控制端連接到參考電壓源，那么調(diào)制脈沖交替輸出至兩個輸出晶體管，輸出頻率等于脈沖振蕩器的一半。如果工作于單端狀態(tài)，且最大占空比小于50%時，

43、輸出驅(qū)動信號分別從晶體管Q1或Q2取得。輸出變壓器一個反饋繞組及二極管提供反饋電壓。在單端工作模式下，當需要更高的驅(qū)動電流輸出，亦可將Q1和Q2并聯(lián)使用，這時，需將輸出模式控制腳接地以關(guān)閉雙穩(wěn)觸發(fā)器。這種狀態(tài)下，輸出的脈沖頻率將等于振蕩器的頻率。 TL494內(nèi)置一個5.0V的基準電壓源，使用外置偏置電路時，可提供高達10mA的負載電流，在典型的0-70溫度范圍50mV溫漂條件下，該基準電壓源能提供5%的精確度。 圖3-3 TL494工作波形3.4 TL494構(gòu)成的PWM控制器電路PWM控制是指在開關(guān)工作頻率(即開關(guān)周期Tn)固定的情況下，直接通過改變導通時間(T0N)來控制輸出電壓U。的一種方

44、式。也就是通過改變開關(guān)導通時間T0N來改變開關(guān)控制電壓的脈沖寬度。PWM控制器一般由基準電壓穩(wěn)壓器、振蕩器、誤差放大器和脈沖控制電路組成。其中基準電壓穩(wěn)壓器10的作用是為電路提供穩(wěn)定的電源。振蕩器的作用是為PWM 比較器提供一個鋸齒波信號和與之同步的驅(qū)動脈沖控制電路的輸出同步信號。其振蕩頻率可由外部電容Cext和電阻Rext來設(shè)定。誤差放大器用于將電源輸出電壓與基準電壓進行比較。脈沖控制電路的作用是以正確的時序使輸出晶體管導通,其結(jié)構(gòu)如圖3-4。 圖 3-4 PWM電路的結(jié)構(gòu)圖 通過適當?shù)耐饨与娐?，不但可以產(chǎn)生PWM信號輸出，而且還有多種保護功能。TL494含有振蕩器、誤差放大器、PWM比較器

45、及輸出級電路等部分。振蕩器(OSC)振蕩頻率由外接元件R、C決定，表達式為 (3-1)fOSC可選定1200kHz之間，本電路選用fOSC=40kHz。TL494內(nèi)部的穩(wěn)壓電源將外部供給的+12V電壓變換成+5V電壓，除提供芯片內(nèi)部電路作電源外，還通過14腳對外輸出+5 V基準電壓。13腳為輸出脈沖控制端，當1、3腳接地時，輸出脈沖最大占空比為96%；當接高電位時，最大占空比為48%。TL494輸出脈沖的寬度調(diào)節(jié)由振蕩器電容CT兩端的正向鋸齒波和兩個控制信號相比較來實現(xiàn)。只有當鋸齒波電壓高于控制信號時，才會有脈沖輸出，內(nèi)部兩個誤差放大器及外接電阻，電容構(gòu)成電壓和電流反饋調(diào)節(jié)器11，都采用PI調(diào)

46、節(jié)。誤差放大器的給定信號均取自+5V基準電源的分壓并加于2腳和5腳。反饋電壓信號UF由微機處理后引入1腳，與2腳的給定值UG比較后，產(chǎn)生調(diào)制脈寬的控制信號，使輸出直流電壓保持穩(wěn)定。當電池溫度超過規(guī)定值(設(shè)為130% TN)時，產(chǎn)生控制信號調(diào)制輸出脈沖的寬度，使電路處于限流輸出運行。來自霍爾電流傳感器所檢測的電流信號IF由微機處理后引入到14腳，當充電電流超過給定值時封鎖輸出脈沖，關(guān)斷IGBT，如圖35。圖 3-5 PWM控制器電路原理圖IGBT是電壓驅(qū)動型器件，本電路選用了具有降柵壓邏輯式12和軟關(guān)斷兩種保護功能的厚膜混合集成驅(qū)動模塊EXB840，這種型號的電路較好地解決了低飽和壓降IGBT的

47、短路保護問題，能滿足IGBT對驅(qū)動電路的特殊要求，保證IGBT能可靠開通和關(guān)斷，且電路簡單，工作頻率高，輸入控制信號電流為10 mA。以EXB840為核心構(gòu)成的驅(qū)動電路中，驅(qū)動模塊EXB840的電源為+20 V，在模塊內(nèi)部將20 V電壓變換為+15V和-5V兩種電壓，供IGBT柵-射極導通時所需正偏電壓和關(guān)斷時所需的負偏壓。TL494輸出的PWM脈沖從9腳或10腳送至EXB840的15腳。EXB840驅(qū)動模塊13從3腳和1腳輸出正、負驅(qū)動脈沖至IGBT 的柵、射極之間，開通或關(guān)斷IGBT。第4章 微機開關(guān)電源的原理與組成4.1 微機開關(guān)電源的原理電源是電腦系統(tǒng)的動力基礎(chǔ)，是電腦主機配件的動力源

48、泉。電源輸出的電流好壞，直接影響電腦主機各配件性能的發(fā)揮和使用壽命，隨著近年各種硬件設(shè)備頻率、速度和功耗的提高，電源對于整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響也越來越大。 微機的電源通常采用脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電源，這種電源具有功耗小、轉(zhuǎn)換效率高、工作可靠、保護完善和穩(wěn)壓范圍寬等特點，其原理框圖如圖4-1。 圖4-1 微機開關(guān)電源的原理框圖 220V交流電經(jīng)過第一、二級EMI濾波后變成較純凈的50Hz交流電，經(jīng)全橋整流和濾波后輸出300V的直流電壓。該直流電壓作為電壓源供給由開關(guān)三極管和高頻變壓器組成的開關(guān)功率變換電路，開關(guān)管由PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制電路發(fā)出的驅(qū)動脈沖信號觸發(fā)，通過開關(guān)管的導通與截止，將直流電

49、壓變換成較高頻率的矩形波電壓，經(jīng)高頻變壓器將此電壓降低到各檔需要的電壓值，然后經(jīng)高頻二極管整流以及L、C平滑濾波后送至負載。300V直流電壓同時加到主開關(guān)管、主開關(guān)變壓器、待機電源開關(guān)管、待機電源開關(guān)變壓器。由于此時主開關(guān)管沒有開關(guān)信號，處于截止狀態(tài)，因此主電源開關(guān)變壓器上沒有電壓輸出，上圖中的-12V至+3.3V，5組電壓均沒電壓輸出。 PWM驅(qū)動電路在提供開關(guān)三極管B極驅(qū)動脈沖的同時，還要實現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定的調(diào)節(jié)，以及對電源負載的保護。為此設(shè)有檢測放大電路、PWM驅(qū)動、過流過壓保護等環(huán)節(jié)，通過自動調(diào)節(jié)開關(guān)管導通時間的比例實現(xiàn)穩(wěn)壓，例如，當市電電壓降低或負載電流增大使輸出電壓減小時，檢測電路將

50、取樣到的電壓與基準電壓進行比較，比較后的差值經(jīng)放大轉(zhuǎn)換后使開關(guān)管的導通時間增加，直到使輸出電壓回升到接近原來的數(shù)值，從而達到了穩(wěn)壓的目的。 同時，300V直流電加到待機電源開關(guān)管和待機電源開關(guān)變壓器后，由于待機電源開關(guān)管被設(shè)計成自激式振蕩方式，待機電源開關(guān)管立即開始工作，在待機電源開關(guān)變壓器的次級上輸出二組交流電壓，經(jīng)整流濾波后，輸出+5VSB和+22V電壓，+22V電壓是專門為主控IC供電的。+5VSB加到主板上作為待機電壓。 當用戶按動機箱的Power啟動按鍵后，（綠）色線處于低電平，主控IC內(nèi)部的振蕩電路立即啟動，產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)推動管放大后，脈沖信號經(jīng)推動變壓器加到主開關(guān)管的基極，使主

51、開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)。主開關(guān)變壓器輸出各組電壓，經(jīng)整流和濾波后得到各組直流電壓，輸出到主板。但此時主板上的CPU仍未啟動，必須等+5V的電壓從零上升到95%后，IC檢測到+5V上升到4.75V時，IC發(fā)出P.G信號，使CPU啟動，電腦正常工作。當用戶關(guān)機時，綠色線處于高電平，IC內(nèi)部立即停止振蕩，主開關(guān)管因沒有脈沖信號而停止工作。-12至+3.3的各組電壓降至為零。 在正常使用過程中，當IC檢測到負載處于：短路、過流、過壓、欠壓、過載等狀態(tài)時，IC內(nèi)部發(fā)出信號，使內(nèi)部的振蕩停止，主開關(guān)管因沒有脈沖信而停止工作，從而達到保護電源的目的。 由上述原理可知，即使我們關(guān)了電腦后，如果不切斷交流輸入

52、端，待機電源是一直工作的，電源仍有5到10瓦的功耗。4.2 微機開關(guān)電源的組成4.2.1 交流輸入整流濾波電路輸入濾波電路包括輸入濾波器、整流器和平滑濾波電路。輸入濾波器位于電源電路輸入端，由濾波電容、電感組成型濾波電路，用于濾去交流輸入電壓中的高頻雜波成分，防止電網(wǎng)中的高頻干擾竄入電源，同時抑制開關(guān)電源對電網(wǎng)的影響。整流器采用橋式整流二極管，用于將輸入的交流電壓整流成直流電壓，供逆變器進行DC/DC變換。平滑濾波電路將整流出來的脈動直流電壓變成平滑的直流電壓，并抑制高頻干擾。EMI濾波器主要作用是濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對電源的干擾，同時也起到減少開關(guān)電源本身對外界的電磁干擾。在優(yōu)質(zhì)電源中一般

53、都有兩極EMI濾波電路。一級EMI電路：交流電源插座上焊接的是一級EMI電源濾波器電路，這是一塊獨立的電路板，是交流電輸入后所經(jīng)過的第一組電路，這個由扼流圈和電容組成的低通網(wǎng)絡能濾除電源線上的高頻雜波和同相干擾信號。二級EMI電路：市電進入電源板后先通過電源保險絲，然后再次經(jīng)過由電感和電容組成的第二道EMI電路以充分濾除高頻雜波，然后再經(jīng)過限流電阻進入高壓整流濾波電路。保險絲能在電源功率太大或元件出現(xiàn)短路時熔斷以保護電源內(nèi)部的元件，而限流電阻含有金屬氧化物成分，能限制瞬間的大電流，減少電源對內(nèi)部元件的電流沖擊。 下面是EMI濾波電路的線路圖： 圖 4-2 EMI濾波電路的線路圖經(jīng)過EMI濾波后

54、的市電，再經(jīng)過全橋整流和電容濾波后就變成了高壓的直流電。將輸入端的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖直流電，目前有兩種形式，一種是全橋就是把四個二極管封裝在一起，一種是用4個分立的二極管組成橋式整流。 一般說來，在全橋附近應該有兩個或更多的高大桶狀元件，即高壓電解電容，其作用是將脈動的直流電濾除交流成分而輸出比較平穩(wěn)的直流電。高壓電解電容的使用與開關(guān)電路的設(shè)計有密切關(guān)系，其容量是以往電源評測時的焦點，但實際上它的容量和電源的功率毫無關(guān)系，不過增大它的容量會減小電源的紋波干擾。高壓部分的濾波主要由電容組成，一般有二個電容，如圖4-3所示。L1和C3組成無源PFC電路，C1、C2為濾波電容。劣質(zhì)電源使用小容量的濾波

55、電容，以降低成本，如200W只用220uF，300W只用470uF，甚至使用舊電容來降低成本。圖 4-3 橋式整流器和高壓濾波電路 4.2.2 脈沖半橋功率變換電路脈沖半橋功率變換電路是一個由開關(guān)晶體管、變壓器及電阻、電容等組成的自激反饋式振蕩電路，其作用是將不穩(wěn)定的直流電壓變換成高頻脈沖電壓。在該電路中，當直流電壓加到開關(guān)晶體管上時，開關(guān)晶體管在PWM控制器的控制下不斷地導通和截止，在變壓器初級繞組中產(chǎn)生出高頻脈沖，經(jīng)變壓器耦合送到輸出回路。 開關(guān)電源顧名思義其核心就是開關(guān)二字。開關(guān)三極管和開關(guān)變壓器是開關(guān)電源的核心部件，通過自激式或他激式使開關(guān)管工作在飽和、截止（即開、關(guān)）狀態(tài)，從而在開關(guān)

56、變壓器的副繞組上感應出高頻電壓，再經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓后輸出各種直流電壓。開關(guān)三極管和開關(guān)變壓器是微機電源的核心部件，其質(zhì)量直接影響電源的好壞和使用壽命，尤其是開關(guān)三極管，工作在高反壓狀態(tài)下，沒有足夠的保護電路，很容易擊穿燒毀。開關(guān)管的品質(zhì)直接決定了電源的穩(wěn)定性，它也是電源中主要的發(fā)熱元件，拆開電源后看到的主散熱片上的兩個晶體管就是開關(guān)管。 影響高頻開關(guān)變壓器性能的因素包括鐵氧體的效率、磁芯截面積的大小和磁隙的寬度，截面積過小的變壓器容易產(chǎn)生磁飽和而無法輸出較大的功率，各個繞組的匝數(shù)直接影響輸出的電壓，通常我們無法具體的掌握這些參數(shù)，所以無法準確的判斷變壓器到底能輸出多大的功率，只有通過電子負

57、載機測量才能知道，另外，開關(guān)變壓器的輸出端雖然很多，但其中的某些輸出端使用的卻是相同的繞組，比如+3.3VDC和+5VDC就是這樣，所以當+3.3VDC輸出最大電流時+5VDC就無法輸出很大的電流了，所以我們不能將電源各個輸出端的功率進行簡單的累加。 除主變壓器外，一般電源內(nèi)還應有兩個小變壓器，其中一個將開關(guān)電路控制信號進行放大以驅(qū)動開關(guān)管進行工作，同時還可以將開關(guān)管工作的高壓區(qū)和集成電路工作的低壓區(qū)進行物理隔離。另外一個完全是一套獨立的小型開關(guān)電源，這就是我們所說的待機電路，其輸出的電壓為電源的主電路供電，同時通過+5V StandBy端輸出到主板來實現(xiàn)喚醒功能。4.2.3 脈寬調(diào)制控制電路

58、脈寬調(diào)制電路是一個利用誤差電壓控制輸出脈沖寬度的反饋電路。該電路通過檢測輸出電壓的變化產(chǎn)生一個誤差電壓，并將該誤差電壓反饋到逆變器去控制開關(guān)晶體管的導通時間，以改變輸出脈沖的寬度，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。脈寬調(diào)制電路通常由光耦合器和PWM控制器組成。光耦合器將輸出電路中取出的誤差電壓反饋到PWM控制器，再由PWM控制器控制開關(guān)晶體管的導通與關(guān)斷。當輸出電壓升高時，反饋到PWM控制器的電流增大，PWM控制器使開關(guān)晶體管的導通時間縮短，也就是使輸出脈沖的寬度變窄，從而導致輸出電壓下降，維持了輸出電壓的穩(wěn)定。4.2.4 多路直流穩(wěn)壓輸出電路經(jīng)過高頻開頭變壓器降壓后的脈動電壓同樣要使用二極管和電容進行

59、整流和濾波，只是此時整流時的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復功能的肖特基整流二極管，普通的整流二極管難當此任，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，否則就無法濾除其中的高頻交流成分，因此選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻才行，此外還能見到1、2個體積碩大的帶磁心的電感線圈，與濾波電容一起濾除高頻的交流成分，保證輸出純凈的直流電。 由于低壓整流端需要輸出很大的電流，所以整流二極管同樣會產(chǎn)生大量的熱量，這些二極管與前面的開關(guān)管都需要單獨的散熱片進行散熱，電源中另一個散熱片上所固定的就是這些元件。從這些元件輸出的就是各種不同電壓的輸出電流了。 輸出電路主要由高頻整流器、平滑濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。在輸出電路中，高頻整流器將逆變器輸出的高頻脈沖電壓整流成直流電壓，再經(jīng)平滑濾波和穩(wěn)壓后，分別輸出數(shù)字衛(wèi)星接收機所需要的各路電壓。4.2.5 +5VSB、PS-ON、PW-OK控制信號微機開關(guān)電源與AT電源最顯著的區(qū)別是，前者取消了傳統(tǒng)的市電開關(guān)，依靠+5VSB、PS-ON控制信號的組合來實現(xiàn)電源的開啟和關(guān)閉。+5VSB是供主機系統(tǒng)在微機待機狀態(tài)時的電源，以及開閉自動管理和遠程喚醒通訊聯(lián)絡相關(guān)電路的工作電源，在待機及受控啟動狀態(tài)下，其輸出電壓均為5V高電平，使用紫色線由微機插頭引出。PS-ON為主機啟閉電源或網(wǎng)絡計算機遠程喚醒電源的控制信號，不同型號的微機開關(guān)電源