電力電子課程設(shè)計(jì)-上海交通大學(xué)

-PAGE51-上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院電力電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)摘要關(guān)鍵詞：AC-DC-DC，大功率，全橋變換器，OrCAD報(bào)告介紹了筆者按實(shí)驗(yàn)要求使用PSpice10.5仿真的交-直變換器。其中簡述了所涉及電路系統(tǒng)原理、元件及參數(shù)選擇、仿真參數(shù)設(shè)置與技巧和從無到有建立仿真電路的詳細(xì)過程。變換器采用全橋拓?fù)洌斎虢涣?20V±10％，50Hz，輸出直流36V。AbstractKeywords:AC-DC-DC,Power,full-bridgeconverter,OrCADThereportincludestheAC-DC-DCrectifier’scircuitanditsperformanceanalyzedbyOrCAD.Itelaboratestheworkofthesystem,theprincipletochoosecomponents,simulationsettingsinOrCADandthewholeprocesstoaccomplishthesimulation.Theconverteremploysthefull-bridgetopologyandperforms,undernormalcondition,withinputvoltageof220V±10％(rms)andoutput,36V.目錄一、設(shè)計(jì)目標(biāo)4二、PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理41、PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理42、PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理電路4三、主電路選型41、整流電路選型42、DC－DC變換電路選型5四、主電路無源器件參數(shù)計(jì)算71、整流濾波電路無源器件選型72、全橋式變換電路無源器件選型8五、主電路有源器件參數(shù)設(shè)計(jì)101、整流濾波電路有源器件選型102、全橋式變換電路有源器件選型11六、功率開關(guān)變壓器設(shè)計(jì)111、原、副邊繞組匝數(shù)的確定112、變壓器偏磁現(xiàn)象的防止12七、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)131、驅(qū)動(dòng)電路的功能132、驅(qū)動(dòng)電路的選擇133、輸出電平的驅(qū)動(dòng)電路15八、PWM控制電路設(shè)計(jì)151.PWM控制原理152.控制電路的設(shè)計(jì)16九、檢測電路設(shè)計(jì)20十、保護(hù)電路設(shè)計(jì)201、過電壓保護(hù)212、過電流保護(hù)213、軟啟動(dòng)電路22十一、電磁兼容性251、傳輸電磁干擾的通道252、EMI的抑制方法263、電源濾波器284、EMI濾波器285、輸出濾波器296、PCB板設(shè)計(jì)30十二、散熱設(shè)計(jì)301、散熱設(shè)計(jì)的重要性302、開關(guān)器件的熱設(shè)計(jì)313、高頻變壓器的熱設(shè)計(jì)33一．設(shè)計(jì)目標(biāo)1．開關(guān)電源（AC-DC-DC）技術(shù)要求：輸入電壓：單相交流220V（±10％），50Hz輸出電壓：直流36V輸出電流：最大50A輸出紋波：紋波系數(shù)<0.5％工作溫度：0～40℃二．PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理1、PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理開關(guān)式穩(wěn)壓電源按控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，本組設(shè)計(jì)為PWM脈寬調(diào)制式開關(guān)電源。該電源對(duì)于單極性矩形脈沖來說，其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度，脈沖越寬，其直流平均電壓值就越高。直流平均電壓Uo可由公式計(jì)算，即Uo=Um×T1/T，式中Um—矩形脈沖最大電壓值；T—矩形脈沖周期；T1—矩形脈沖寬度。從上式可以看出，當(dāng)Um與T不變時(shí)，直流平均電壓Uo將與脈沖寬度T1成正比。這樣，只要我們設(shè)法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄，就可以達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。2、PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理電路圖2-1PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖PWM開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖如圖2-1所示。交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動(dòng)成份的直流電壓，該電壓進(jìn)人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方電力電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告波，最后再將這個(gè)方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。?duì)于框圖中的每個(gè)部分，下文中將分章節(jié)描述。三．主電路選型1、整流電路選型單相整流電路可以根據(jù)開關(guān)器件的選擇分為單相不可控整流單相半整流和單相全控整流由于濾波電路主要起到了消除紋波的作用因此整流電路只需要實(shí)現(xiàn)將交流電壓轉(zhuǎn)為直流脈動(dòng)電壓，對(duì)紋波的要求不高。這里選擇單相不可控整流電路，電路圖如圖3-1所示。圖3-1輸入端整流電路（單相不可控整流）要注意的是，當(dāng)將該整流濾波電路作為DC－DC變換電路的輸入時(shí)，必須考慮到電流的脈動(dòng)，因此還需要在電路中串入一個(gè)電感線圈。2、DC-DC變換電路選型開關(guān)穩(wěn)壓電源的功率轉(zhuǎn)換電路主要由開關(guān)管和高頻變壓器組成，它是實(shí)現(xiàn)變壓、變頻以及完成輸出電壓調(diào)整的執(zhí)行部件是開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心在設(shè)計(jì)開關(guān)穩(wěn)壓電源DC－DC變換電路時(shí)，首先要根據(jù)所要求的技術(shù)指標(biāo)，選擇開關(guān)穩(wěn)壓電源電路的結(jié)構(gòu)形式。選擇開關(guān)穩(wěn)壓電源電路結(jié)構(gòu)形式的主要依據(jù)為電源的輸出功率（輸出電壓和輸出電流，另外要考慮的因素有：·輸入輸出是否需要變壓器隔離；·加在變壓器一次側(cè)的電壓幅值；·通過開關(guān)管的峰值電流；·加在開關(guān)管兩端的電壓幅值；根據(jù)以上依據(jù)，表3-1列出了各種變換電路的技術(shù)指標(biāo)和適用場合。表3-1PWM開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)形式比較開關(guān)管電源電路結(jié)構(gòu)形式可輸出功率（W）輸入電壓（V）典型效率（%）隔離方式Buk型505~070非隔離Boot型305~080非隔離Buk-Booost型305~080非隔離單端反激型20105~0078隔離單端正激型50205~0080隔離推挽式10~005010075隔離半橋式10~005010075隔離全橋式50~005010073隔離由設(shè)計(jì)目標(biāo)電源的輸出電壓36V和輸出電流50A可計(jì)算得到電源的最大輸出功率。根據(jù)表3-1，我們選擇全橋變換器。1）全橋變換器的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)全橋變換器的優(yōu)點(diǎn)是主變壓器只需要一個(gè)原邊繞組，通過正向、反向的電壓得到正、反磁通，次級(jí)有一中心抽頭繞組采用全波整流輸出。因此，變壓器鐵芯和它的各個(gè)繞組得到了完全利用，這樣它的效率、開關(guān)電源的功率密度得到了很大的提高。另外，功率開關(guān)晶體管是在安全的環(huán)境條件下運(yùn)新過得。在一般情況下，最大的反向電壓不會(huì)超過電源變壓器所供給的初級(jí)電壓Vs，4只恢復(fù)二極管能消除電路里部分漏感所產(chǎn)生的瞬時(shí)電壓。這樣不必要設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)吸收電路，減少了電路元件和這些元件帶來的損耗，反激能量得到了恢復(fù)和利用。全橋變換器的缺點(diǎn)是需要4只功率晶體管，元器件比較多。在導(dǎo)通和截止時(shí)需要兩只晶體管，這樣有兩個(gè)管壓降，因此功率損耗比雙晶體管推挽式變換器大一倍。但是，這對(duì)于大功率電源轉(zhuǎn)換來說，它的損耗是微不足道的。2）全橋變換器工作原理如下圖（MOS管的保護(hù)電路問題將在第五小節(jié)中闡述），橋?qū)蔷€上的的兩只功率MOS管為一組，每組同時(shí)接通和關(guān)斷，兩組輪流工作。在穩(wěn)定條件下，功率管M1、M2導(dǎo)通時(shí)，L1上電流從左向右，而M3、M4導(dǎo)通，則向左。四管都關(guān)斷時(shí)，功率管斷開期間，濾波電感L4上有一確定的電流量，并經(jīng)過續(xù)流二極管D5、D6繼續(xù)流動(dòng)。二管的電流基本相等，二管電流之和折算到原邊繞組L1，就是M1、M4（或M2、M3）關(guān)斷前L1上流過的電流值（扣除一小部分的磁化電流）。由于二極管D5、D6同時(shí)導(dǎo)通，副邊繞組兩端的電壓為零。圖3-2下面我們來討論最終輸出電壓Ｕo的數(shù)學(xué)表達(dá)式，顯然這是一個(gè)與原邊電感、副邊電感以及MOS管的導(dǎo)通時(shí)間有關(guān)的。同一時(shí)間最多只有一組管子導(dǎo)通，在它們都截止時(shí)每個(gè)管子上的電壓為整流電壓的一半。其次，對(duì)于原、副邊電感兩端它們的電勢為：。最終我們可以得到電壓的輸出值為：，其中VIN為整流電路的輸出值、T為MOS管單管的導(dǎo)通周期，兩對(duì)管子相當(dāng)于周期縮減一半。四．主電路無源器件參數(shù)計(jì)算此節(jié)容不涉及變壓器，高頻變壓器的選型較復(fù)雜，之后將分一節(jié)內(nèi)容專門介紹。1、整流濾波電路無源器件選型?C1、C2參數(shù)確定分析圖3-1電路，輸入電壓為220V±10%交流電壓，最高幅值為300~400V之間，因此在電容耐壓的選擇上統(tǒng)一為400V。C1、C2的作用是平衡對(duì)地電壓，對(duì)電源電壓的影響越小越好，故電容值應(yīng)該較大，本次設(shè)計(jì)中取C1=C2=0.033/400V。?C3、R參數(shù)確定C3和R一起構(gòu)成RC濾波電路，在不考慮電感影響的情況下振蕩周期τ=RC，為減小紋波，應(yīng)該使τ盡量大些。由于電源頻率為50Hz，即周期為1/50=20ms，因此當(dāng)選擇τ為秒級(jí)的時(shí)候可以基本消除紋波。圖4-1為取τ毫秒級(jí)和秒級(jí)時(shí)的輸出電壓波形對(duì)比。（需要注意的是本次仿真中輸入電壓的幅值設(shè)為220V，而非有效值，這樣輸出直流電壓數(shù)值更直觀。以后的一些仿真，如二極管選型時(shí)也如此選擇。至于實(shí)際上220V為有效值輸入，在高頻變壓器選型中已考慮。）圖4-1-1τ=15s時(shí)整流輸出波形圖4-1-2τ=150s時(shí)整流輸出波形圖4-1-3τ=15s時(shí)整流輸出波形同時(shí)為防止電路電流過大，電阻R應(yīng)取的大些。結(jié)合τ的分析，本次設(shè)計(jì)中取R=150kΩ,C3=100u/400V。2、全橋式變換電路無源器件選型輸出濾波電感L4：變壓器副邊電壓為：。在向前導(dǎo)通期間，電感上的電壓為副邊電壓減去輸出電壓（這里假設(shè)輸出電容較大，在導(dǎo)通期間可以忽略電壓的變化）：。穩(wěn)態(tài)情況下，導(dǎo)通期間的電流變化必須等于關(guān)斷時(shí)間的電流變化（設(shè)電流變化系數(shù)為0.5%，得到）則電感值為：，取。輸出濾波電容C4：考慮的值太小了。在應(yīng)用中負(fù)載電流能在一個(gè)瞬變負(fù)載大范圍內(nèi)快速變化，所以根據(jù)副邊瞬變負(fù)載變化準(zhǔn)則可以確定最小輸出電容的大小。設(shè)定在發(fā)生這種情況時(shí)輸出電壓變化為40V，滿負(fù)載突然撤掉時(shí)儲(chǔ)存在輸出電感中的能量為：。在發(fā)生這種情況后儲(chǔ)存在輸出電容的能量變化為：，所以：，取。因?yàn)楫?dāng)截止時(shí)電感兩端電壓反向，加在電容量端電壓為兩倍的輸出電壓72V。所以選擇耐壓為80V，容量為的有機(jī)薄膜電容作為輸出的高頻濾波電容。圖4-2仿真結(jié)果如下圖所示：圖4-3L4=10uH時(shí)的輸出電壓電流波形圖4-4C4=0.01uF時(shí)的輸出電壓電流波形五．主電路有源器件參數(shù)設(shè)計(jì)1、整流濾波電路有源器件選型1）整流二極管輸入電壓的有效值：，為輸入電壓峰值為有效值的倍：對(duì)于整流橋，取50%裕量：342（1+50%）=513V取電源效率為0.8,那么電源的輸入功率為:最大的輸入電流：選擇超快恢復(fù)整流二極管MUR1560，其峰值反向電壓為600V,平均到通電流為15A。2）功率開關(guān)管最高輸入的電網(wǎng)電壓及對(duì)應(yīng)于全橋功率變換電路高壓開關(guān)管上施加的最高電壓為：即高壓開關(guān)管的最低耐壓為342V?？紤]裕度取輸入整流濾波電路的最大電流值：考慮一定裕量取：選擇MOSFET為IRFP462,其漏源電壓，額定導(dǎo)通電流3）續(xù)流二極管二極管兩端的最大反向電壓為：342V流過二極管的電流最大值為：11A選擇二極管型號(hào)為超快恢MUR1540，反向峰值電壓400V,平均導(dǎo)通電流為15A。2、輸出整流濾波電路1）輸出整流二極管輸出整流二極管的耐壓：高頻變壓器副邊的輸出最高電壓峰值為100V。輸出整流二極管的電流：輸出整流二極管的電流即為輸出電流的有效值為50A。因?yàn)檩敵稣鞫O管工作于高頻狀態(tài)(50KHz)，所以應(yīng)選用快恢復(fù)二極管。選擇二極管型號(hào)為MUR6020，其參數(shù)為：，六．功率開關(guān)變壓器1、變壓器初級(jí)繞組的圈數(shù)可用下式來算：N=k*110^5**U/((f*Aee*Bmaax)；k為最大導(dǎo)通時(shí)間與與周期之比，通通常取k=0.4；U是初級(jí)繞組組輸入電壓（V），（近似似等于直流輸輸入電壓)；f是變壓器的的工作頻率（KHZ）；Ae是磁芯的截截面積（cm2）；Bmax是允許的磁磁通密度最大大變化幅度（G）。因此，在一定電壓壓下，增大截截面積Ae、提高工作作頻率f和選擇更大大的峰值磁通通密度Bmax，都有利于于減少圈數(shù)，提提高輸出功率率。但是，磁磁芯的損耗（鐵鐵損）是按Bmax的2.7次冪和f的1.7次冪呈指數(shù)數(shù)增長的，Bmax還受磁芯飽飽和的限制。因因此，提高工工作頻率f和選擇更大大的峰值磁通通密度Bmax都是有限度度的。大多數(shù)數(shù)適合做開關(guān)關(guān)電源的鐵氧氧體磁芯頻率率通常限制在在10-500KHZ以內(nèi)，Bmax限制在20000G（高斯斯）以內(nèi)，一一般取Bmax==1600GG較為合適。因因此，功率主主要靠磁芯截截面積Ae、其次靠工工作頻率f控制。但必須明確的是，這這種控制關(guān)系系是間接的而而不是直接的的，Ae加大和f提高只是表表示對(duì)同樣的的電壓，允許許繞的圈數(shù)更更少，只有實(shí)實(shí)際把圈數(shù)減減少了才能提提高功率。如如果在同樣材材料的一個(gè)大大磁芯和一個(gè)個(gè)小磁芯上，用用一樣的導(dǎo)線線繞同樣的圈圈數(shù)，對(duì)同樣樣的輸入電壓壓輸出功率是是基本相同的的。同樣，如如果一個(gè)做好好的變壓器，僅僅僅靠改變工工作頻率，也也是不會(huì)使輸輸出功率提高高的。2、變壓器偏磁現(xiàn)象的的防止分析圖3-2的的半橋式變換換器電路，一一般情況下，由由于兩個(gè)電容容連接點(diǎn)的電電位隨開關(guān)管管Z1、Z2的導(dǎo)通通情況而浮動(dòng)動(dòng)，所以能自自動(dòng)地平衡每每個(gè)開關(guān)管的的伏秒值。而而一旦兩開關(guān)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)時(shí)間不同，某某一只管延遲遲關(guān)斷，會(huì)造造成伏秒值的的不平衡。如如果讓這種不不平衡的波形形驅(qū)動(dòng)變壓器器，將會(huì)發(fā)生生偏磁現(xiàn)象，致致使磁芯飽和和并產(chǎn)生過大大的開關(guān)管集集電極電流，從從而降低了變變換器的效率率，是開關(guān)管管失控，甚至至燒毀。為了防止變壓器的的偏磁現(xiàn)象，可可以在變壓器器原邊線圈中中加入一個(gè)串串聯(lián)電容C（如圖6-11），這樣與與不平衡的伏伏秒值成正比比的直流偏壓壓將被該電容容濾掉，即移移動(dòng)了直流電電平，平衡了了電壓伏秒值值。圖6-1變壓器串串聯(lián)耦合電容容電路?C參數(shù)確定由圖6-1可知知，耦合電容容C和變壓器器原邊電感LL1組成了了一個(gè)串聯(lián)諧諧振電路，其其諧振頻率為為：為了使耦合電容器器充電線性，必必須很好地選選定諧振頻率率fR。本次設(shè)設(shè)計(jì)中，按下下式確定fR：fR=0.1fB=5kHz，式中fB——半橋變換器器的工作頻率率。根據(jù)以上條件，可可計(jì)算得耦合合電容容值CC為：。因耦合電容C參參與傳送功率率，需選ESSR小的薄薄膜電容。其其耐壓選擇22倍的變壓壓器原邊電壓壓。本次設(shè)計(jì)計(jì)中選擇C=1uF/2250V。七．驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)計(jì)1、驅(qū)動(dòng)電路的功能能a)接受控制電路路輸出的開關(guān)關(guān)控制信號(hào)，進(jìn)進(jìn)行功率放大大、隔離處理理后給開關(guān)器器件的控制極極提供足夠大大的電壓或電電流，使之導(dǎo)導(dǎo)通或關(guān)斷。b)保持可靠的導(dǎo)導(dǎo)通或關(guān)斷狀狀態(tài)，并盡力力減小器件的的導(dǎo)通時(shí)間和和關(guān)斷時(shí)間，減減小器件的開開關(guān)損耗。c)在過電流和過過電壓狀況下下有效地進(jìn)行行保護(hù)，以保保證器件的安安全。2、驅(qū)動(dòng)電路的選擇驅(qū)動(dòng)規(guī)律如前所述述，我們要求求對(duì)角線上的的MOS管與另一對(duì)對(duì)角線上的管管子輪流以一一定頻率輪流流導(dǎo)通，那么么這是如何做做到的呢？這這就需要我們們以一定頻率率將高低電平平加到功率管管的柵極如圖圖7-1：圖7-1對(duì)于我在設(shè)計(jì)中使使用的N溝道MOSFEET，5V的電壓可以以使之導(dǎo)通，而0V則可以關(guān)斷。這個(gè)方波就是我們所說的PWM波。之后的問題就是PPWM的產(chǎn)生了。PWM波可以以由芯片產(chǎn)生生，如我在設(shè)設(shè)計(jì)中用的SG15225，也可以通通過純模擬的的方法。為了說明原理，下下面簡單講一一下模擬的方方法：直流電壓V1>三三角波Vp，Vout為正，否則則為負(fù)。當(dāng)直直流電壓變化化時(shí)，PWM的占空比隨隨之變化。當(dāng)當(dāng)芯片發(fā)出PWM波時(shí)，為了了增加驅(qū)動(dòng)能能力，可以用用如下（圖77-2）的對(duì)對(duì)管放大方式式。其重要性性在下文會(huì)分分析。圖7-2圖7-3圖7--4另外，MOS管的的驅(qū)動(dòng)電壓是是加在g與s極間的，而而芯片發(fā)出的的電平可能是是對(duì)地的，這這時(shí)，我們就就要用變壓器器把對(duì)地的電電平轉(zhuǎn)化到g與s極間，如圖圖7-4。最后，對(duì)于我們的的橋式變換器器來說，上下下兩管同時(shí)導(dǎo)導(dǎo)通是十分危危險(xiǎn)的，這等等于是一次短短路，大電流流會(huì)燒壞器件件。所以，我我們在上管關(guān)關(guān)斷和下管導(dǎo)導(dǎo)通時(shí)間之間間，有一段“死區(qū)時(shí)間”。這段時(shí)間間內(nèi)，所有管管子被在g極置低電平平，以使可靠靠關(guān)斷所有管管子。3、輸出電平的驅(qū)動(dòng)電電路由于SG15255輸出的電平平信號(hào)的功率率不足以驅(qū)動(dòng)動(dòng)MOSFEET管的開關(guān)關(guān)，所以我們們需要加設(shè)功功率放大電路路，也就是驅(qū)驅(qū)動(dòng)電路來加加以驅(qū)動(dòng)。簡簡單起見，我我們只用了一一個(gè)三極管來來放大電流，然然后用電感來來耦合隔離。具體設(shè)計(jì)如圖7--5所示：圖7-5最終輸出的PWMM波形如圖7--6所示：圖7-6八．PWM控控制電路設(shè)計(jì)計(jì)1.PWM控控制原理脈沖寬度調(diào)制波通通常由一列占占空比不同的的矩形脈沖構(gòu)構(gòu)成，其占空空比與信號(hào)的的瞬時(shí)采樣值值成比例。下下圖所示為脈脈沖寬度調(diào)制制系統(tǒng)的原理理框圖和波形形圖。該系統(tǒng)統(tǒng)有一個(gè)比較較器和一個(gè)周周期為TS的鋸齒波發(fā)發(fā)生器組成。語語音信號(hào)如果果大于鋸齒波波信號(hào)，比較較器輸出正常常數(shù)A，否則輸出出0。因此，從從圖8-1中可以以看出，比較較器輸出一列列下降沿調(diào)制制的脈沖寬度度調(diào)制波。圖8-1PWM原原理圖圖8-2PWM輸輸出波形通過分析可以看出出，生成的矩矩形脈沖的寬寬度取決于脈脈沖下降沿時(shí)時(shí)刻tk時(shí)的信號(hào)幅幅度值。因而而，采樣值之之間的時(shí)間間間隔是非均勻勻的。在系統(tǒng)統(tǒng)的輸入端插插入一個(gè)采樣樣保持電路可可以得到均勻勻的采樣信號(hào)號(hào)，但是對(duì)于于實(shí)際中tk?kTS<<<TS的情況況，均勻采樣樣和非均勻采采樣差異非常常小。如果假假定采樣為均均勻采樣，第第k個(gè)矩形脈沖沖可以表示為為：τk=τo[1+mx(kTS)]式中x{t}———離散化的語語音信號(hào)；TS——采樣周期；τo——未調(diào)制寬度；m——調(diào)制指數(shù)；然而，如果對(duì)矩形形脈沖作如下下近似：脈沖沖幅度為A，中心在t=kTTS處，τk在相鄰脈沖沖間變化緩慢慢，則脈沖寬寬度調(diào)制波xxp(t)可以表示示為：，式中。無需作頻譜分析，由由上式可以看看出脈沖寬度度信號(hào)由信號(hào)號(hào)x(t)加上上一個(gè)直流成成分以及相位位調(diào)制波構(gòu)成成。當(dāng)τ0<<TS時(shí)，相位調(diào)調(diào)制部分引起起的信號(hào)交迭迭可以忽略，因因此，脈沖寬寬度調(diào)制波可可以直接通過過低通濾波器器進(jìn)行解調(diào)。通通過這種方式式，PWM控制實(shí)現(xiàn)了了將交流信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)換為之流流脈沖信號(hào)，并并輸出來觸發(fā)發(fā)直流變換器器的功率開關(guān)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸輸出電流的控控制。2.控制電路的設(shè)計(jì)1）PWM控制芯片為了能改變輸出電電壓的大小，我我們選擇SGG1525電電壓調(diào)節(jié)芯片片作為我們調(diào)調(diào)節(jié)PWM控制，并并最終來調(diào)節(jié)節(jié)輸出電壓的的大小。電壓調(diào)節(jié)芯片SGG1525構(gòu)構(gòu)造SG1525其引引腳主要功能能如下：引腳主要功能引引腳主要功能1負(fù)誤差取樣輸輸入端9補(bǔ)償端2正誤差取樣輸輸入端10關(guān)閉輸出3同步信號(hào)輸入入11輸出A端4振蕩器信號(hào)輸輸出12地5振蕩器接電容容端13正電源源6振蕩器接電電阻端14輸出B端7RC振蕩放電電端15欠壓檢測8柔順起動(dòng)端116基準(zhǔn)電電壓SG1525管腳腳圖圖8-3SG15525內(nèi)部構(gòu)構(gòu)造圖圖8-4各點(diǎn)工作作波形基準(zhǔn)電壓源基準(zhǔn)電壓源是一個(gè)個(gè)三端穩(wěn)壓電電路，其輸入入電壓VCCC可在（8～35）V內(nèi)變化，通通常采用+115V，其輸輸出電壓VSST＝5.1V，精精度±1%，采用溫溫度補(bǔ)償，作作為芯片內(nèi)部部電路的電源源，也可為芯芯片外圍電路路提供標(biāo)準(zhǔn)電電源，向外輸輸出電流可達(dá)達(dá)400mAA，沒有過流流保護(hù)電路。振蕩電路由一個(gè)雙門限電壓壓均從基準(zhǔn)電電源取得，其其高門限電壓壓VH=3.9低門門限電壓VL=0.9V，內(nèi)部橫流流源向CT充電，其端端壓VC線性上升，構(gòu)構(gòu)成鋸齒波的的上升沿，當(dāng)當(dāng)VC=VH時(shí)比較器動(dòng)動(dòng)作，充電過過程結(jié)束，上上升時(shí)間t1=0.67RRTCT比較器動(dòng)作作時(shí)使放電電電路接通，CCT放電，VC下降并形成成鋸齒波的下下降沿，當(dāng)VVC=VL時(shí)時(shí)比較器動(dòng)作作，放電過程程結(jié)束，完成成一個(gè)工作循循環(huán)，下降時(shí)時(shí)間t2=1.3RDCT，鋸齒波的基基本周期T=t1+t2=(0.67RT+1.3RD)CT，因?yàn)镽D<<Rt?t1>>t2，所以上升沿沿作為工作沿沿，下降沿作作為回掃沿。芯片工作過程2）外圍電路設(shè)計(jì)在使用這塊芯片的的時(shí)候主要遇遇到了兩個(gè)問問題。一個(gè)是是不能通過設(shè)設(shè)計(jì)充放電電電阻電容的值值來改變芯片片產(chǎn)生的鋸齒齒波的頻率，鋸鋸齒波的頻率率始終為1000KHz，由由于這也符合合我們的設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)，所以以就將就用著著。我在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)選用了114.7K的的RT、1n的CT以及100的RD，計(jì)算得得到的鋸齒波波頻率為1000.02KKHz。其余余一些管腳的的設(shè)置相對(duì)而而言比較隨意意，按照參考考書目上給的的一些圖，接接地的接地，上上拉的上拉。具具體接線圖88-5：圖8-5鋸齒波波形如圖88-6所示：：圖8-6雖然Datashheet上說說明鋸齒波的的峰峰值為00.9V~33.9V，但但實(shí)際測量波波形如圖所示示，僅0.99V~3.33V。另外，Datassheet給給出的輸出電電平為5V左右，可可是實(shí)際測得得的輸出電平平卻達(dá)到了114V。輸出出波形圖如圖圖8-7：圖8-7電壓調(diào)節(jié)芯片SGG1525具體的內(nèi)部部結(jié)構(gòu)如圖88-1所示。其其中，腳166為SG15225的基準(zhǔn)電電壓源輸出，精精度可以達(dá)到到（5.1±1％）V，采用了溫溫度補(bǔ)償，而而且設(shè)有過流流保護(hù)電路。腳腳5，腳6，腳7內(nèi)有一個(gè)雙雙門限比較器器，內(nèi)電容充充放電電路，加加上外接的電電阻電容電路路共同構(gòu)成SSG15255的振蕩器器。振蕩器還還設(shè)有外同步步輸入端(腳3)。腳1及腳2分別為芯芯片內(nèi)誤差放放大器的反相相輸入端、同同相輸入端。該該放大器是一一個(gè)兩級(jí)差分分放大器，直直流開環(huán)增益益為70dBB左右。根根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特特性要求，在在誤差放大器器的輸出腳99和腳1之間一般般要添加適當(dāng)當(dāng)?shù)姆答佈a(bǔ)償償網(wǎng)絡(luò)。九．檢測電路設(shè)計(jì)計(jì)開關(guān)電源中常用的的檢測方法有有：電阻檢測測法、傳統(tǒng)電電磁式電壓互互感器（PTT）和電流互互感器（CTT）檢測法以以及霍爾傳感感器檢測法等等。其中，電電阻檢測法在在大功率、大大電流開關(guān)穩(wěn)穩(wěn)壓電源中檢檢測電阻的功功耗很大；電電流互感器檢檢測法需要考考慮磁心去磁磁復(fù)位避免飽飽和以及副邊邊電流下垂的的問題。相比比之下，磁場場平衡式霍爾爾電流傳感器器具有以下優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：·測量范圍廣，可測測量直流、交交流和脈沖等等各種形式的的電流；·測量精度高，可做做到優(yōu)于1%%；·線性好；·電氣隔離特性好；；·過載能力強(qiáng)；·響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)態(tài)特性好；·抗電磁干擾和外界界溫度變化特特性好；·體積小、重量輕；；·安裝調(diào)試簡單方便便?；谝陨弦幌盗袃?yōu)優(yōu)點(diǎn)，磁場平平衡式霍爾電電流傳感器在在開關(guān)穩(wěn)壓電電源中得到了了廣泛的應(yīng)用用，本小組的的開關(guān)穩(wěn)壓電電源系統(tǒng)中亦亦采用了霍爾爾電流傳感器器。十．保護(hù)電路設(shè)計(jì)計(jì)為了能應(yīng)對(duì)來自外外界的惡劣條條件和自身發(fā)發(fā)生的故障，能能對(duì)電源提供供及時(shí)保護(hù)以以免電源損壞壞，影響整個(gè)個(gè)板子的正常常工作，我們們需要對(duì)保護(hù)護(hù)電路進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)。一個(gè)較較為完善的保保護(hù)電路應(yīng)包包含如下部分分：過電壓保保護(hù)、欠電壓壓保護(hù)、過電電流保護(hù)、軟軟啟動(dòng)電路等等。開關(guān)電源設(shè)計(jì)中對(duì)對(duì)保護(hù)電路的的要求如下：：·軟啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)電電路的延遲時(shí)時(shí)間一定要大大于開關(guān)電源源電路中一次次整流和濾波波電路的恢復(fù)復(fù)時(shí)間，即濾濾波電容的充充電時(shí)間；·過流、過壓、欠壓壓和過熱保護(hù)護(hù)等電路的采采樣處理、反反饋控制和關(guān)關(guān)斷功率開關(guān)關(guān)過程所用的的時(shí)間總和要要小于功率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)間，即即保護(hù)動(dòng)作時(shí)時(shí)限要短；·保護(hù)電路切出故障障以后要能夠夠自我恢復(fù)到到正常狀態(tài)，等等待下一次異異常情況發(fā)生生時(shí)再動(dòng)作。1、過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)又可分分為外部過電電壓——雷擊過電壓壓和操作過電電壓；內(nèi)部過過電壓——換相過電壓壓和關(guān)斷過電電壓。壓敏電電阻在過電壓壓保護(hù)中起著著重要的作用用，壓敏電阻阻也叫浪涌吸吸收器，它的主要特點(diǎn)如下下：·限壓特性好，電壓壓非線性系數(shù)數(shù)大，U-II特性對(duì)稱稱。·工作電壓范圍寬，可可從3伏到幾萬萬伏?！る娏魅萘看?，其通通流密度可達(dá)達(dá)到20000A/cm22?！ろ憫?yīng)速度快，響應(yīng)應(yīng)時(shí)間小于550ns，無無續(xù)流?！す男?，在非保護(hù)護(hù)狀態(tài)下，其其漏電流為微微安級(jí)?！垑罕刃?。·電壓溫度系數(shù)小?！んw積小、重量輕且且價(jià)格便宜?！た煽啃院?，無故障障工作時(shí)間可可達(dá)到幾十年年。在設(shè)計(jì)開關(guān)穩(wěn)定電電源時(shí)，壓敏敏電阻的最大大作用是并聯(lián)聯(lián)在電源輸出出端，在感性性負(fù)載或弧光光放電負(fù)載的的情況下，用用來吸收浪涌涌電壓，保護(hù)護(hù)電源內(nèi)部器器件。另外，壓壓敏電阻還可可以對(duì)二極管管（整流器）和和高頻變壓器器等提供過壓壓保護(hù)。在穩(wěn)穩(wěn)壓電源中常常用的有MYYG高壓壓壓敏電阻、MMYH滅弧弧壓敏電阻和和MYW穩(wěn)壓壓壓敏電阻。2、過電流保護(hù)對(duì)于過電流保護(hù)，一一般分為兩類類：關(guān)斷方式式和限流方式式。關(guān)斷方式式是出現(xiàn)過流流即關(guān)斷開關(guān)關(guān)管。限流方方式是當(dāng)輸出出電流達(dá)到規(guī)規(guī)定值時(shí)，就就被限定在這這個(gè)電流上，不不再繼續(xù)上升升。過電流保保護(hù)最簡單的的方法就是在在電路中串聯(lián)聯(lián)接入熔斷絲絲。當(dāng)開關(guān)電電源的輸出電電流超過規(guī)定定值時(shí)，熔斷斷絲會(huì)熔斷，切切斷輸入電源源，達(dá)到保護(hù)護(hù)電源的目的的。但是熔斷斷絲的熔斷需需要一定的時(shí)時(shí)間，往往在在這段時(shí)間里里，電源內(nèi)的的某些元器件件已被燒毀，所所以，熔斷絲絲不是一種可可靠的過流保保護(hù)方法。另另外，可以利利用電流檢測測回路直接檢檢測電路的電電流，然后與與設(shè)定的閾值值比較，用比比較器的輸出出去控制驅(qū)動(dòng)動(dòng)信號(hào)的關(guān)斷斷，從而關(guān)斷斷開關(guān)管。圖10-1-1利用用電流傳感器器進(jìn)行過流保保護(hù)電路圖10-1-2PPWM控制制電路的輸出出驅(qū)動(dòng)波形圖圖3、軟啟動(dòng)電路開關(guān)電源的輸入電電路大都采用用整流加電容容濾波電路。在在輸入電源未未接通時(shí)，濾濾波電容上的的初始電壓為為零。在輸入入電源接通的的瞬間，濾波波電容器快速速充電，會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生很大的瞬瞬時(shí)沖擊電流流，如圖100-2所示示。特別是大大功率開關(guān)電電源，其輸入入采用較大容容量的濾波電電容器，其沖沖擊電流可達(dá)達(dá)100A以上上。如此大的的沖擊電流幅幅值會(huì)導(dǎo)致電電網(wǎng)電閘的跳跳閘或者擊穿穿整流二極管管。為保證開開關(guān)電源正常常而可靠的運(yùn)運(yùn)行，在開關(guān)關(guān)穩(wěn)壓電源的的輸入電路中中增加軟啟動(dòng)動(dòng)電路，以防防止沖擊電流流的產(chǎn)生。圖10-2合閘瞬瞬間濾波電容容電流波形a）熱敏電阻軟啟動(dòng)動(dòng)電路熱敏電阻軟啟動(dòng)電電路利用熱敏敏電阻的tR的負(fù)溫溫度系數(shù)特性性，在電源接接通瞬間，熱熱敏電阻的阻阻值較大，達(dá)達(dá)到限制沖擊擊電流的作用用；當(dāng)熱敏電電阻流過較大大電流時(shí)，電電阻發(fā)熱而使使其阻值變小小，電路處于于正常工作狀狀態(tài)。采用熱熱敏電阻防止止沖擊電流一一般適用于小小功率開關(guān)電電源，由于熱熱敏電阻的熱熱慣性，重新新恢復(fù)高阻需需要時(shí)間，故故對(duì)于電源斷斷電后又需要要很快接通的的情況，有時(shí)時(shí)起不到限流流作用。電路路如圖10--3所示。圖10-3熱敏電電阻軟啟動(dòng)電電路b）可控硅（SCRR）軟啟動(dòng)電電路可控硅（SCR）軟軟啟動(dòng)電路如如圖10-44所示。在在電源瞬時(shí)接接通時(shí)，輸入入電壓經(jīng)整流流橋VD1--VD4和和限流電阻RR對(duì)電容器器C充電。當(dāng)當(dāng)電容器C充電到約800%的額定電電壓時(shí)，逆變變器正常工作作，經(jīng)主變壓壓器輔助繞組組產(chǎn)生晶閘管管的觸發(fā)信號(hào)號(hào)，使晶閘管管導(dǎo)通并短路路限流電阻RR，開關(guān)電源源處于正常運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)。VVD5、VD6、VT1、RB、CB組成瞬時(shí)時(shí)斷電檢測電電路，時(shí)間常常數(shù)BBτ=R?C的選取應(yīng)應(yīng)稍大于半個(gè)個(gè)周期，當(dāng)輸輸入發(fā)生瞬間間斷電時(shí)，檢檢測電路得到到的檢測信號(hào)號(hào)，關(guān)閉逆變變器功率開關(guān)關(guān)管VT2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)號(hào)，使逆變器器停止工作，同同時(shí)切斷晶閘閘管SCR的門極觸發(fā)發(fā)信號(hào)，確保保電源重新接接通時(shí)防止沖沖擊電流。圖10-4具有關(guān)關(guān)斷檢測的SSCR-R電路這部分我們主要做做的是MOSS管的保護(hù)，保保護(hù)電路（緩緩沖電路）如如圖10-55。圖10-5這里我們采用的是是RCD緩沖電電路。它有三三個(gè)作用：吸吸收過壓尖峰峰，減緩dUUCE/dt和充電分流流使開關(guān)管電電流減小。它它的工作原理理如下：T關(guān)斷時(shí)，Css通過Ds充電至至UCE，T開通時(shí)，Css通過Rs放電。參數(shù)的計(jì)算由一下下式子決定：：T關(guān)斷時(shí)電容CC充電能量量為：；可以計(jì)算得到電容容：；T開通時(shí)，電容容向電阻放電電，電容兩端端的電壓：；要求在ton時(shí)間間內(nèi)放電完畢畢，一般認(rèn)為為在t>3RC時(shí)電容基本本放電完畢，因因此有：；校核電容的放電電電流，限制其其放電電流為為25％Ic；最大放電電流，因因此有。具體的計(jì)算步驟我我們在這里不不贅述，在圖圖10-5我們們已經(jīng)給出了了各參數(shù)數(shù)值值。下面我們們給出經(jīng)過緩緩沖后的MOOS管兩端電電流以及電壓壓放大波形，從從圖10-66，圖10-77中我們可以以看到它們的的波形還是比比較平滑的。圖10-6圖10-7十一．電磁兼容性性電磁兼容性（EllectroomagneeticCCompattibiliity,EEMC）是指指裝置、設(shè)備備或系統(tǒng)在特特定電磁環(huán)境境中能正常工工作，并且不不對(duì)該環(huán)境中中其他裝置、設(shè)設(shè)備或系統(tǒng)造造成電磁干擾擾的能力。電電源的EMCC包含兩個(gè)個(gè)方面：·電源能抑制其他裝裝置、設(shè)備或或系統(tǒng)對(duì)其造造成的電磁干干擾；·電源不對(duì)其他裝置置、設(shè)備或系系統(tǒng)造成電磁磁干擾。開關(guān)電源產(chǎn)生的電電磁干擾（EElectrromagnneticInterrferennce,EEMI）主要要來自功率開開關(guān)管、整流流二極管、高高頻變壓器等等，外部環(huán)境境對(duì)開關(guān)電源源的干擾主要要來自市電電電網(wǎng)的變化、雷雷電干擾、外外界設(shè)備產(chǎn)生生的輻射干擾擾等。電源工工作中產(chǎn)生的的電壓或電流流突變，即較較大的du//dt和di/dtt是形成EMII源的主要要原因。1、傳輸電磁干擾的的通道開關(guān)電源中的電磁磁干擾，從傳傳輸方式可分分為傳導(dǎo)干擾擾和輻射干擾擾兩大類。任任何導(dǎo)體包括括導(dǎo)線、電纜纜、PCB的帶狀線、電電感器、電容容器等都可成成為傳導(dǎo)干擾擾的傳輸通道道。傳輸通道道可分為以下下三種形式：：·電容傳導(dǎo)耦合·電感傳導(dǎo)耦合·電阻傳導(dǎo)耦合圖11-1-1電容容傳導(dǎo)耦合等等效電路圖11-1-2電感感傳導(dǎo)耦合等等效電路圖11-1-3共用用電源內(nèi)阻產(chǎn)產(chǎn)生的電阻傳導(dǎo)耦合等效電路路圖11-11-4共用地地線阻抗產(chǎn)生生的電阻傳導(dǎo)耦合等效電路路圖11-1-5共用用線路阻抗產(chǎn)產(chǎn)生的電阻傳傳導(dǎo)耦合等效效電路輻射干擾是指以電電磁波形式傳傳播的干擾，通通常通過屏蔽蔽的方式來抑抑制輻射干擾擾。2、EMI的抑制方方法實(shí)現(xiàn)電源EMC的技術(shù)措施施有兩種：（1）盡量減少電源本本身所產(chǎn)生的的干擾源，利利用抑制干擾擾的方法或使使用產(chǎn)生干擾擾最小的元器器件和電路，并并進(jìn)行合理布布局；（2）通過接地、屏蔽蔽和濾波等技技術(shù)抑制電源源產(chǎn)生的干擾擾或提高電源源的抗干擾能能力。在之前前的報(bào)告中已已經(jīng)涉及了許許多抑制EMMI的具體體方法，如采采用阻尼網(wǎng)絡(luò)絡(luò)抑制尖峰電電壓、采用壓壓敏電阻吸收收浪涌電壓、給給開關(guān)管加設(shè)設(shè)緩沖電路。另另外還需要考考慮接地、屏屏蔽和布線對(duì)對(duì)EMI的影影響。a）接地理想的接地面應(yīng)該該是零阻抗和和零點(diǎn)位的物物理實(shí)體，接接地的目的是是防止EMII，也有保障障人身和設(shè)備備安全方面的的考慮，電源源接地應(yīng)遵循循以下原則：：（1）分別建立交流、直直流和信號(hào)的的接地通路；；（2）在接地面上，電電源接地與信信號(hào)接地要互互相隔離，減減小地線間耦耦合；（3）電源接地通路，要要盡可能以直直接的路徑接接到阻抗最低低的接地導(dǎo)體體上；（4）若電源電路有幾幾條接地通路路，要將這幾幾條接地通路路接到電源的的公共接點(diǎn)上上，以保證電電源電路有低低的阻抗通路路；（5）不要采用多端接接地母線或橫橫向接地環(huán)；；（6）在接地母線中盡盡量少用串聯(lián)聯(lián)接頭；（7）交流中線必須與與機(jī)架地線絕絕緣，并且不不能作為電源源的接地使用用；（8）為了降低接地連連接的阻抗，地地線應(yīng)當(dāng)短而而寬，并與接接地面可靠地地焊接；（9）輸入電纜的屏蔽蔽層的接地不不能在機(jī)殼內(nèi)內(nèi)，必須在機(jī)機(jī)殼的入口處處接地，這樣樣可避免屏蔽蔽層將干擾帶帶到機(jī)殼內(nèi)；；（10）不能利用交交流輸入電源源的地線當(dāng)作作信號(hào)地線。b）屏蔽屏蔽的作用是使容容器里的電源源不對(duì)容器外外的電子設(shè)備備產(chǎn)生輻射干干擾；同時(shí)容容器外的電子子設(shè)備（EMMI源）不不對(duì)容器內(nèi)的的電源產(chǎn)生輻輻射干擾。屏屏蔽的方法一一般分為：靜靜電屏蔽——防止靜電耦耦合干擾；磁磁屏蔽——防止低頻磁磁場的干擾；；電磁屏蔽——防止高頻場場的干擾。在在電源中需要要屏蔽的是高高頻變壓器、儲(chǔ)儲(chǔ)能線圈、繼繼電器、大功功率開關(guān)器、輸輸入和輸出電電纜等。許多多模塊電源采采用全密封封封裝方式，外外殼設(shè)計(jì)成全全屏蔽結(jié)構(gòu)，能能有效抑制電電磁干擾和射射頻干擾。實(shí)實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)注意孔洞和和縫隙要遠(yuǎn)離離電流載體，如如線路板、電電纜、母排、變變壓器等；對(duì)對(duì)孔洞與縫隙隙采用電磁密密封襯墊減小小電磁泄漏，如如采用導(dǎo)電橡橡膠、銅簧片片、金屬絲網(wǎng)網(wǎng)罩、螺旋管管等。線路板板上最主要的的輻射源是電電路的振蕩器器、時(shí)鐘電路路、地址總線線的低位數(shù)據(jù)據(jù)線以及功率率回路中的PPWM電路等等。在性能允允許時(shí)，盡可可能降低頻率率，減小差模模電流的環(huán)路路面積，降低低電路對(duì)干擾擾的敏感度。盡盡量使用大規(guī)規(guī)模集成電路路，使用表貼貼元件，不使使用芯片插座座。c）布線一般情況下，布線線應(yīng)遵循以下下原則：（1）電源內(nèi)部的布線線應(yīng)盡量短，高高頻電路的布布線更應(yīng)該注注意此點(diǎn)；（2）載有大電流的導(dǎo)導(dǎo)線應(yīng)與信號(hào)號(hào)線隔離；（3）輸出線不要靠近近輸入線；（4）高頻線應(yīng)避免平平行排列，特特別是不能像像低頻線那樣樣捆成線扎；；（5）盡量減小引線電電感；（6）產(chǎn)生干擾的元器器件（例如可可控硅整流器器、功率開關(guān)關(guān)管、高頻變變壓器等）應(yīng)應(yīng)盡量靠近與與它們相關(guān)的的負(fù)載，以使使耦合路徑最最短；（7）當(dāng)同一電源給幾幾個(gè)電子設(shè)備備供電時(shí)，這這些電子設(shè)備備之間必須用用旁路電容去去藕；（8）導(dǎo)線的分類和敷敷設(shè)應(yīng)該根據(jù)據(jù)其電磁兼容容性進(jìn)行分類類。按類組束束、按束敷設(shè)設(shè)。圖11-2雙絞線線的屏蔽作用用3、電源濾波器電源濾波器接在市市電電網(wǎng)與電電源輸入端之之間，它不僅僅能有效地抑抑制傳導(dǎo)干擾擾，還對(duì)傳輸輸線上發(fā)射出出的輻射干擾擾也具有一定定的抑制作用用。電源濾波波器的原理圖圖如圖11--3所示。圖圖中，L1和C1為抑制差差模干擾的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，L2和C2為抑制共共模干擾的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)LL1的鐵心應(yīng)應(yīng)選擇不易磁磁飽和的材料料。C1容量為0.222—0.47μF，應(yīng)選用低低損耗的陶瓷瓷電容器或聚聚酯薄膜電容容器。L2為共模電電感，它是在在同一鐵心上上繞制的匝數(shù)數(shù)相等的兩個(gè)個(gè)繞組，電源源線的往返電電流分別通過過兩個(gè)繞組，所所產(chǎn)生的磁通通方向相反，相相互抵消，不不起電感作用用。但對(duì)共模模干擾來說，它它呈現(xiàn)一個(gè)大大感量的電感感，具有很高高的阻抗，對(duì)對(duì)共模干擾有有良好的抑制制作用。圖11-3電源濾濾波器原理圖圖4、EMI濾波器開關(guān)電源的EMII濾波器是一一個(gè)低通濾波波器圖11-4EMII濾波器原理理圖圖11-5-1共模模干擾濾波網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的等效圖圖圖11-5-2差模模干擾濾波網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的等效圖圖無源低通網(wǎng)絡(luò)EMMI濾波器具具有互易性，它它能抑制外部部電磁干擾傳傳輸?shù)介_關(guān)電電源，也能有有效地消除開開關(guān)電源對(duì)市市電電網(wǎng)的干干擾。5、輸出濾波器輸出濾波器可以有有效地抑制差差模干擾。常常見的輸出濾濾波器結(jié)構(gòu)中中，電感線圈圈L1和L2對(duì)高頻干干擾呈現(xiàn)高阻阻抗，而C11呈現(xiàn)低阻抗抗，能有效抑抑制高頻干擾擾。若將L11和L2組成共模模電感線圈結(jié)結(jié)構(gòu)，會(huì)對(duì)對(duì)對(duì)稱和非對(duì)稱稱的干擾都有有較好的濾波波效果。圖11-6-1常見見的輸出濾波波器圖11-6-2帶有有共模電感線線圈的輸出濾濾波6、PCB板設(shè)計(jì)印制電路板（PCCB）的設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)減小開關(guān)關(guān)電源的輻射射干擾是相當(dāng)當(dāng)重要的。在設(shè)計(jì)PCB時(shí)時(shí)，應(yīng)遵循以以下原則：（1）盡量拉大線間距距離，以減小小電容和耦合合電感；（2）信號(hào)線間不能平平行。若兩條條信號(hào)線平行行不可避免，可可拉大線間距距離、在兩條條信號(hào)之間加加一條地線或或者使兩條信信號(hào)線上流過過的電流相反反；（3）盡可能加粗電源源線條和地線線條，并在電電源線條和地地線條之間并并接一只高頻頻去藕電容器器；（4）減小干擾源和敏敏感電路的環(huán)環(huán)路面積，并并使干擾源的的線條與敏感感電路的線條條成直角，可可降低線條間間耦合；（5）對(duì)干擾源或敏感感電路采用靜靜電屏蔽，屏屏蔽層應(yīng)良好好接地；（6）正、負(fù)載流導(dǎo)線線可平行地安安排在雙面印印制板的兩面面，可相互抵抵消它們產(chǎn)生生的磁場；（7）電路元器件應(yīng)安安排緊密，布布線緊湊。但但輸入部分和和輸出部分的的元器件不應(yīng)應(yīng)靠近；（8）印制線的長度應(yīng)應(yīng)盡量短、寬寬度盡量寬、厚厚度盡量厚，這這樣可以減小小印制線的直直流電阻和自自感。印制線線拐彎處應(yīng)采采取圓弧形。十二．散熱設(shè)計(jì)1、散熱設(shè)計(jì)的重要要性為了提高電力電子子設(shè)備的可靠靠性，必須考考慮散熱設(shè)計(jì)計(jì)，開關(guān)電源源是用來保證證電子設(shè)備的的能量供應(yīng)的的，所以穩(wěn)定定的開關(guān)電源源對(duì)于整個(gè)系系統(tǒng)尤為重要要。開關(guān)電源源內(nèi)部的溫升升將導(dǎo)致元器器件的失效，當(dāng)當(dāng)溫度超過一一定值時(shí),失效率將呈呈指數(shù)規(guī)律增增加，溫度超超過極限值時(shí)時(shí)將導(dǎo)致元器器件失效。溫溫度和故障率率的關(guān)系是成成正比的,可以用下式式來表示：式中F——故障率率；A——常數(shù)；E——功率；K——玻爾茲曼常量(88.63e--5eV/KK)；T——結(jié)點(diǎn)溫度；2、開關(guān)器件的熱設(shè)設(shè)計(jì)由于半導(dǎo)體器件所所產(chǎn)生的熱量量在開關(guān)電源源中占主導(dǎo)地地位，其熱量量主要來源于于半導(dǎo)體器件件的開通、關(guān)關(guān)斷及導(dǎo)通損損耗。通過加加裝散熱器是是解決開關(guān)電電源的散熱問問題的主要方方法。圖122-1是功率率器件熱設(shè)計(jì)計(jì)的一般流程程圖：圖12-1功率器器件熱設(shè)計(jì)流流程圖功率器件受到的熱熱應(yīng)力可來自自器件內(nèi)部，也也可來自器件件外部。若器器件的散熱能能力有限，則則功率的耗散散就會(huì)造成器器件內(nèi)部芯片片有源區(qū)溫度度上升及結(jié)溫溫升高，使得得器件可靠性性降低，無法法安全工作。表表征器件熱能能力的參數(shù)主主要有結(jié)溫和和熱阻。器件件的有源區(qū)可可以是結(jié)型器器件（如晶體體管）的PNN結(jié)區(qū)、場場效應(yīng)器件的的溝道區(qū)，也也可以是集成成電路的擴(kuò)散散電阻或薄膜膜電阻等。當(dāng)結(jié)溫TJ高于于周圍環(huán)境溫溫度TA時(shí)，熱熱量通過溫差差形成擴(kuò)散熱熱流，由芯片片通過管殼向向外散發(fā)，散散發(fā)出的熱量量隨著溫差((TJ?TA)的增大而增增大。為了保保證器件能夠夠長期正常工工作，必須規(guī)規(guī)定一個(gè)最高高允許結(jié)溫TTJmaxx。TJmaxx的大小是根根據(jù)器件的芯芯片材料、封封裝材料和可可靠性要求確確定的。功率率器件的散熱熱能力通常用用熱阻表征，記記為Rth。熱阻即即熱平衡條件件下兩點(diǎn)間的的溫差與產(chǎn)生生該溫差的耗耗散功率之比比。Rth=