第一篇：開關(guān)電源研修報(bào)告

開關(guān)電源研修報(bào)告

學(xué)號(hào)：20145295

姓名：熊成

摘要:隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,電子設(shè)備的種類也越來越多,電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切。近年來 ,隨著功率電子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技術(shù)及開關(guān)電源理論的發(fā)展 ,新一代的電源開始逐步取代傳統(tǒng)的電源電路。該電路具有體積小，控制方便靈活，輸出特性好、紋波小、負(fù)載調(diào)整率高等特點(diǎn)。

開關(guān)電源中的功率調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，具有功耗小、效率高、穩(wěn)壓范圍寬、溫升低、體積小等突出優(yōu)點(diǎn)，在通信設(shè)備、數(shù)控裝置、儀器儀表、視頻音響、家用電器等電子電路中得到廣泛應(yīng)用。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。本論文采用雙端驅(qū)動(dòng)集成電路——TL494輸?shù)腜WM脈沖控制器設(shè)計(jì)小汽車中的音響供電電源，利用MOSFET管作為開關(guān)管，可以提高電源變壓器的工作效率，有利于抑制脈沖干擾，同時(shí)還可以減小電源變壓器的體積。

1、所用器件

1.1 TL494芯片 1個(gè) 電阻1Ω 1個(gè) 電阻4.7kΩ

3個(gè) 電阻33Ω 2個(gè) 電感1.0m 1個(gè) 電容 0.001C 1個(gè) 電容10C 1個(gè) 電容50C 2個(gè) 電容500C 1個(gè) mr850二極管 2個(gè) tip32a 三極管 2個(gè) 電壓源5V

1.2 TL494簡(jiǎn)介

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(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。TL494有SO-16和PDIP-16兩種封裝形式，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的要求[10]。TL494能產(chǎn)生PWM，能調(diào)整頻率和脈寬，還有一路基準(zhǔn)電壓，這些都滿足DC-DC的條件，采用不同拓?fù)?，得到升壓和降壓，如圖2-1所示：

1，采用推挽（push-pull）方式，升壓，可以改變反饋電阻，得到其他電壓；

2，采用BUCK拓?fù)浣祲海梢愿淖兎答侂娮?，得到其他電壓；其外形圖如圖2-1

TL494其他主要特點(diǎn)如下：

(1)集成了全部的脈寬調(diào)制電路。

(2)片內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器，外置振蕩元件僅兩個(gè)(一個(gè)電阻和一個(gè)電容)。

(3)內(nèi)置誤差放大器。(4)內(nèi)止5V參考基準(zhǔn)電壓源。(5)可調(diào)整死區(qū)時(shí)間。

(6)內(nèi)置功率晶體管可提供500mA的驅(qū)動(dòng)能力。

(7)推或拉兩種輸出方式。

圖2-1 1.3 TL494的工作原理

TL494是一個(gè)固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)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(gè)控制信號(hào)進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)。功率輸出管Q1和Q2受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)才會(huì)被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號(hào)期間才會(huì)被選通。當(dāng)控制信號(hào)增大，輸出脈沖的寬度將減小。控制信號(hào)由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時(shí)間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。死區(qū)時(shí)間比較器具有120mV的輸入補(bǔ)償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時(shí)間約等于鋸齒波周期的4%，當(dāng)輸出端接地，最大輸出占空比為96%，而輸出端接參考電平時(shí)，占空比為48%。當(dāng)把死區(qū)時(shí)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(shí)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(gè)手段：當(dāng)反饋電壓從0.5V變化到3.5時(shí)，輸出的脈沖寬度從被死區(qū)確定的最大導(dǎo)通百分比時(shí)間中下降到零。兩個(gè)誤差放大器具有從-0.3V到（Vcc-2.0）的共模輸入范圍。

2、工作原理 2、1 脈沖產(chǎn)生電路如圖2-1所示，電路由tl494芯片及其外圍電阻，電容共同構(gòu)成。Tl494芯片的ct和rt外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容決定其頻率大小。

圖2-1 2、2 如圖2-2所示，半橋推免電路由兩個(gè)三極管TIP32c組成，在基級(jí)和發(fā)射級(jí)之間串接一個(gè)47歐的電阻為三極管提供偏置電壓。

圖2-2 2、3 整流濾波的方法很多，如橋堆整流，單個(gè)二極管整流等。這里使用二極管整流，加上一個(gè)470uN的電感，如圖2-3所示。

圖2-3 2、4 電路原理圖如圖2-4所示

圖2-4

3、測(cè)量結(jié)果

4、結(jié)論

5、心得

開關(guān)電源技術(shù)是一門運(yùn)用半導(dǎo)體功率器件實(shí)現(xiàn)電能的高效率變換、將粗電變成精電，以滿足供電質(zhì)量要求的技術(shù)。由于在開關(guān)電源中半導(dǎo)體功率器件工作在高頻開關(guān)方式，因此它具有高效率、高功率密度、高可靠性。正是因?yàn)殚_關(guān)電源的突出優(yōu)點(diǎn)，開關(guān)電源更替線性電源是發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此研究開關(guān)電源有著很重要的意義和實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

基于脈寬控制器TL494的升壓開關(guān)電源 肖東升，吳東，李家旺 基于TL494PWM控制的電動(dòng)車開關(guān)電源設(shè)計(jì) 秦逸平，袁惠娟

基于TL494的雙向Buck-Boost BDC高效開關(guān)電源設(shè)計(jì)黃仲平，徐航，沈燁

基于TL494芯片的導(dǎo)航雷達(dá)開關(guān)電源設(shè)計(jì) 楊建，鄧志清，李正華 基于TL494開關(guān)電源的研究 蔡廣亮，宋建成，李永學(xué)，田敏

第二篇：開關(guān)電源維修實(shí)習(xí)報(bào)告

開關(guān)電源維修實(shí)習(xí)報(bào)告

一、實(shí)習(xí)目的：

1.通過實(shí)習(xí)讓學(xué)生掌握開關(guān)電源整機(jī)電路；

2.能夠根據(jù)印制電路板畫出整機(jī)電路圖；

3.能夠識(shí)別檢測(cè)開關(guān)電源的元器件；

4.能夠正確拆卸和焊接元器件；

5.會(huì)測(cè)試主要工作點(diǎn)的阻值、電壓和波形；

6.能夠根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位；

7.能夠進(jìn)行實(shí)際故障維修。

二、實(shí)訓(xùn)器材：

萬用表、開關(guān)電源套件、電烙鐵、焊錫、吸錫器。

三、實(shí)習(xí)原理與步驟：

1.認(rèn)識(shí)拆卸、檢測(cè)元器件。

電阻：5.6?，270k，5.1k，270?，2.7k，10k，15k。四個(gè)色環(huán)電阻的識(shí)別：

開關(guān)電源維修實(shí)習(xí)報(bào)告

小越好。若正向電阻為0值，說明管芯短路損壞，若正向電阻接近無窮大值，說明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。

?反向特性測(cè)試，把萬且表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負(fù)極，若表針指在無窮大值或接近無窮大值，管子就是合格的。反之則不合格。

三極管：J9817，C1815(NPN)，A1015(PNP)。(a)判定基極。用萬用表R×100或R×1k擋測(cè)量三極管三個(gè)電極中每?jī)蓚€(gè)極之間的正、反向電阻值。當(dāng)用

開關(guān)電源維修實(shí)習(xí)報(bào)告

5.故障檢修：1故障現(xiàn)象，2故障部位，3故障判斷，4檢修方法和步驟，5檢修結(jié)果。

四、實(shí)習(xí)收獲和體會(huì)：

通過。。。

12059276 陳杰

第三篇：開關(guān)電源實(shí)訓(xùn)報(bào)告

開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)名稱

30w-12v開關(guān)電源制作

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握buck降壓型反激式開關(guān)電源原理、焊接、調(diào)試。2.熟悉uc3842主要性能參數(shù)、端子功能、工作原理及典型應(yīng)用。

三、實(shí)驗(yàn)要求

1.輸入電壓av220v，調(diào)節(jié)輸出電壓為dc12v，輸出功率30w。2.掌握電路板焊接工藝。

四、實(shí)驗(yàn)介紹

㈠開關(guān)電源介紹

開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（pwm）控制ic和mosfet構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。

開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在安防監(jiān)控，節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。

開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)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)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓。開關(guān)電源具有以下特征：①電源電壓和負(fù)

載在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓應(yīng)保持在允許的范圍內(nèi)或按要求變化；②輸出與輸入之間有良好的電氣隔離；③可以輸出單路或多路電壓，各路之間有電氣隔離。本次實(shí)驗(yàn)是要采用uc3842制作一路輸出的av220v-dc12v的30w開關(guān)電源。㈡開關(guān)電源原理 電路由主電路、控制電路、啟動(dòng)電路和反饋電路4部分組成。主電路采用單端反激式拓?fù)?。控制電路是整個(gè)開關(guān)電源的核心，控制的好壞直接決定了電源整體性能，電路電流環(huán)控制采用uc3842內(nèi)部電流環(huán)，電壓外環(huán)采用tl431和pc817構(gòu)成外部誤差放大器。

輸入市電首先經(jīng)過濾波、整流后變換為直流電壓，再經(jīng)過直流變換器變換為所需的直流電壓；通過檢測(cè)和控制電路對(duì)其輸出進(jìn)行調(diào)整。

圖4-1 開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)框圖

㈢主要元器件介紹 1）uc3842 〈1〉uc3842簡(jiǎn)介： uc3842是高性能固定頻率電流模式控制器專為離線和直流直直流變換器應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，這些集成電路具有可微的振蕩器，能進(jìn)行占空比的控制、溫度補(bǔ)償?shù)膮⒖肌⒏咴鲆嬲`差放大器。電流取樣比較器和大電流圖騰柱式輸入，是驅(qū)動(dòng)功

率mosfet的理想器件。其他的保護(hù)特性包括輸入和參考欠壓鎖定，各有滯后、逐周電流限制、可編程輸出靜區(qū)時(shí)間和單個(gè)脈沖測(cè)量鎖存。

〈2〉uc3842的性能特點(diǎn)：

①它屬于電流型單端pwm調(diào)制器，具有管腳數(shù)量少、外圍電路簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試簡(jiǎn)便、性能優(yōu)良、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。能通過高頻變壓器與電網(wǎng)隔離，適于構(gòu)成無工頻變壓器的20~50w小功率開關(guān)電源。

②最高開關(guān)頻率為500khz,頻率穩(wěn)定度達(dá)0.2%。電源效率高，輸出電流大，能直接驅(qū)動(dòng)雙極型功率晶體管或vmos管、dmos管、tmos管。輸出電流為200ma，峰值為1a，既可驅(qū)動(dòng)雙極型三極管也可驅(qū)動(dòng)mosfet管。若驅(qū)動(dòng)雙極型三極管，應(yīng)加入開關(guān)管截止加速rc電路，同時(shí)將內(nèi)部振蕩器的頻率限制在40khz以下；若驅(qū)動(dòng)mosfet管，振蕩頻率由外接rc電路設(shè)定。

③內(nèi)部有高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)電壓源，典型值為5.0v，允許有±0.1v的偏差。溫度系數(shù)為0.2mv/℃。

④穩(wěn)壓性能好。其電壓調(diào)整率可達(dá)0.01%/v,能同第二代線性集成穩(wěn)壓器（例如lm317）相媲美。啟動(dòng)電流小于1ma,正常工作電流為15ma。⑤除具有輸入端過壓保護(hù)與輸出端過流保護(hù)之外，還設(shè)有欠壓鎖定電路，使工作穩(wěn)定、可靠。

⑥最高輸入電壓vim=30v，輸出最大峰值電流ipm=1a,平均電流為0.2a,本身最大功耗pom=50w。dm=1w,最大輸出功率p ⑦啟動(dòng)電壓大于16v、啟動(dòng)啟動(dòng)前電源電流僅0.5ma。處于正常工作狀態(tài)時(shí)，工作電壓在10～34v之間，負(fù)載電流為15ma。超出此限制，開關(guān)電源呈欠電壓或過電壓保護(hù)狀態(tài)，無驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。

⑧內(nèi)設(shè)5v(50ma)基準(zhǔn)電壓源，經(jīng)2∶1分壓后作為取樣基準(zhǔn)電壓。

⑨內(nèi)設(shè)過流保護(hù)輸入端(3腳)和誤差放大器輸入端(1腳)兩個(gè)pwm控制端。誤差放大器輸入構(gòu)成主pwm控制系統(tǒng)，可使負(fù)載變動(dòng)在30%～100%時(shí)輸出負(fù)載調(diào)整率在8%以下，負(fù)載變動(dòng)70%～100%時(shí)輸出負(fù)載調(diào)整率在3%以下。

⑩過流檢測(cè)輸入端可對(duì)逐個(gè)脈沖控制，直接控制每個(gè)周期的脈寬，使輸出電

壓調(diào)整率達(dá)到0.01%/v。如果3腳電壓大于1v或1腳電壓小于1v，pwm比較器輸出高電平使鎖存器復(fù)位，直到下一個(gè)脈沖到來時(shí)才重新置位。利用1腳和3腳的電平關(guān)系，在外電路控制鎖存器的開/閉，使鎖存器每個(gè)周期只輸出一次觸發(fā)脈沖。因此，電路的抗干擾性極強(qiáng)，開關(guān)管不會(huì)誤觸發(fā)，提高了可靠性。

〈3〉uc3842的引腳排列及內(nèi)部框圖

圖4-2 uc3842結(jié)構(gòu)圖 uc3842采用dip-8封裝如上圖4-2，管腳vi、vo、gnd端分別接輸入電壓、輸出電壓、地。vref為內(nèi)部5.0v基準(zhǔn)電壓引出端。rt/ct是外接定時(shí)電阻、定時(shí)電容的公共端。uc3842內(nèi)部框圖如圖2,其主要包括5.0v基準(zhǔn)電源，振蕩器、誤差放大器，過流檢測(cè)電壓比較器、pwm鎖存器、輸入欠壓鎖定電路、門電路、輸出級(jí)、34v穩(wěn)壓管。

①5v基準(zhǔn)電源：內(nèi)部電源，可以提供5v/50ma的輸出。

②振蕩器：決定電源開關(guān)頻率，rt接在4腳和8腳之間，ct接4腳、gnd和5腳之間。⑤欠壓鎖定電路uvlo：開通閾值16v，關(guān)閉閾值10v，具有滯回特性。

⑥pwm鎖存電路：保證每一個(gè)控制脈沖作用不超過一個(gè)脈沖周期，即所謂逐個(gè)脈沖控制。另外，vcc與gnd之間的穩(wěn)壓管用于保護(hù)，防止器件損壞。

⑦輸出電路：圖騰柱輸出電路，輸出pwm觸發(fā)信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)mos管及雙極型晶體管。2）tl431 tl431在開關(guān)電源中起到誤差放大器的作用，將產(chǎn)生的直流電壓與標(biāo)準(zhǔn)的+12v比較，將誤差通過pc817送到uc3842中，從而控制q1的開通和關(guān)斷。

將輸出的電壓經(jīng)r19和r18降壓，輸入tl431進(jìn)行比較，再通過電位計(jì)svr調(diào)節(jié)，使輸出電壓達(dá)到+12v。

〈1〉內(nèi)部結(jié)構(gòu)

tl431內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。cathode 圖4-3 tl431的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 〈2〉tl431的相關(guān)參數(shù)

在絕對(duì)極大等級(jí)下；陰極電壓可達(dá)到37v，陰極電流值范圍為-100~+150ma。一般在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，陰極電壓取36v，陰極流過的電流值為100ma。反饋輸入電壓為2.495v，反饋輸入電流為1.5ma。

〈3〉tl431的典型應(yīng)用篇二：畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告——開關(guān)電源

畢 業(yè) 實(shí)習(xí)報(bào) 告

班 級(jí)學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名

指導(dǎo)教師

電氣工程與自動(dòng)化系

2013年 4月13日

一、實(shí)習(xí)目的

1、通過畢業(yè)實(shí)習(xí)加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解

在四年大學(xué)生活中，學(xué)生對(duì)專業(yè)先關(guān)知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，已基本具備專業(yè)相關(guān)素質(zhì)。但通過課本學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，學(xué)生很難深入理解所學(xué)專業(yè)，所以畢業(yè)實(shí)習(xí)至關(guān)重要，是本科階段最后一個(gè)也是最關(guān)鍵一個(gè)環(huán)節(jié)。畢業(yè)實(shí)習(xí)期間，學(xué)生可以更深刻地體會(huì)到平日所學(xué)在社會(huì)相關(guān)行業(yè)中的應(yīng)用，進(jìn)而聯(lián)系課本相關(guān)知識(shí)，加深對(duì)其的理解。

2、通過畢業(yè)實(shí)習(xí)更好完成畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢業(yè)實(shí)習(xí)一般與畢業(yè)設(shè)計(jì)先關(guān)，它的質(zhì)量關(guān)系到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的好壞，作為大學(xué)期間最重要的實(shí)習(xí)之一，必須認(rèn)真參與。通過最后一次實(shí)習(xí)，讓學(xué)生進(jìn)一步了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，把在校期間的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)結(jié)合起來，發(fā)現(xiàn)自己的不足，以更好地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

3、通過畢業(yè)實(shí)習(xí)增強(qiáng)實(shí)踐能力

在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間，學(xué)生接觸到的不再是課本上硬生生的理論，可以親眼看到、親手摸到專業(yè)相關(guān)儀器設(shè)備，并可以了解設(shè)計(jì)制作、生產(chǎn)加工、維護(hù)管理等一系列環(huán)節(jié)的工作。通過親身投入工作，可以充分鍛煉動(dòng)手實(shí)踐的能力，避免一般大學(xué)生眼高手低的缺點(diǎn)。

4、通過畢業(yè)實(shí)習(xí)了解相關(guān)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，把握以后發(fā)展方向

現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展迅速，從課本上學(xué)到的知識(shí)、看到的信息部分已經(jīng)過時(shí)，要想了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)、真正做到學(xué)有所用，必須深入社會(huì)相關(guān)行業(yè)。畢業(yè)實(shí)習(xí)也就為我們提供了這么一個(gè)機(jī)會(huì)。通過實(shí)習(xí)，我們可以真正了解到目前廣泛應(yīng)用的技術(shù)，也為我們?nèi)蘸蟮膶W(xué)習(xí)和發(fā)展找準(zhǔn)方向。

5、通過畢業(yè)實(shí)習(xí)鍛煉學(xué)生職業(yè)化相關(guān)素質(zhì)，以更好融入社會(huì)

學(xué)生即將離開校園步入社會(huì)，必須丟掉自己做學(xué)生時(shí)的一些行為習(xí)慣，以適應(yīng)社會(huì)生活。而“職業(yè)化”是衡量一個(gè)人能不能勝任一份工作的標(biāo)準(zhǔn)，如何使學(xué)生具備“職業(yè)化”的相關(guān)素質(zhì)也是大學(xué)教育的一個(gè)重點(diǎn)。通過畢業(yè)實(shí)習(xí)，學(xué)生可以初步了解職場(chǎng)，了解自己應(yīng)該具備哪些職業(yè)素質(zhì)，為以后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、實(shí)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)

? 實(shí)習(xí)時(shí)間：2013年4月1日——2013年4月10日 ? 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：洛陽(yáng)嘉盛電源科技有限公司（河南省洛陽(yáng)市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)延光路火炬園c座4層）

三、實(shí)習(xí)單位簡(jiǎn)介 洛陽(yáng)嘉盛電源科技有限公司位于國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)-----洛陽(yáng)火炬創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園，是集產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的民營(yíng)企業(yè)。憑借先進(jìn)的技術(shù)，多年的開發(fā)與銷售經(jīng)驗(yàn)，以及完善的品質(zhì)管理體系、先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和完善的售后服務(wù)，贏得廣大客戶的信賴與支持。企業(yè)基本信息如下：

企業(yè)類型：有限責(zé)任公司 經(jīng)營(yíng)模式：生產(chǎn)型

所在地區(qū):河南洛陽(yáng)

品牌名稱：洛陽(yáng)嘉盛

主營(yíng)行業(yè)：電工電氣 充電器

注冊(cè)資本：100萬人民幣[rmb] 廠房面積：2000平方米

員工人數(shù)：51-100人

研發(fā)部分人數(shù)：5-10人

年?duì)I業(yè)額：100萬-500萬人民幣

管理體系認(rèn)證：iso9001 主要客戶群：電力，交通，儀器儀表，通訊等

主要產(chǎn)品：大功率鋰電池充電機(jī)、智能大功率電力電源（ac/dc）、工業(yè)開關(guān)電源、直流/直流變換器（dc/dc）、led電源、逆變電源（dc/ac）等，廣泛適用于通信、電力、交通、鐵路、冶金、化工、儀器、儀表、工業(yè)控制等領(lǐng)域。公司現(xiàn)擁有多項(xiàng)發(fā)明專利，自主研發(fā)的 15kw電動(dòng)汽車智能充電模塊，大大領(lǐng)先行業(yè)水平。公司同時(shí)可針對(duì)不同客戶需求，為客戶量身打造符合其要求的非標(biāo)電源及電子產(chǎn)品。

公司創(chuàng)辦以來本著以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以科技為動(dòng)力，以創(chuàng)新求發(fā)展，以質(zhì)量求生存，做優(yōu)做強(qiáng)，持續(xù)發(fā)展，永續(xù)經(jīng)營(yíng)的質(zhì)量方針與經(jīng)營(yíng)理念，嚴(yán)格執(zhí)行iso9001--2000質(zhì)量管理體系，建立并完善了質(zhì)量保證體系，為產(chǎn)品的銷售奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、實(shí)習(xí)內(nèi)容

一、實(shí)習(xí)內(nèi)容概括

在為期10天的畢業(yè)實(shí)習(xí)里，我們主要進(jìn)行了以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

1、理論與實(shí)際的結(jié)合為了能夠更加深入地進(jìn)行車間實(shí)習(xí)，在實(shí)習(xí)過程中，我們結(jié)合了所學(xué)的書本知識(shí)與實(shí)習(xí)的要求，將理論與實(shí)際進(jìn)行了完美的結(jié)合，也更加的促使我們不斷地進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究。

2、實(shí)習(xí)日記

在實(shí)習(xí)中，我們將每天的工作、觀察研究的結(jié)果、收集的資料和圖表、所聽報(bào)告內(nèi)容等均記入到了實(shí)習(xí)日記中。隨時(shí)接受老師們的檢查與批改。

3、安全教育

在實(shí)習(xí)開始時(shí)，學(xué)校組織我們到公司由專業(yè)人士對(duì)我們進(jìn)行安全教育，講解了安全問題的重要性和在實(shí)習(xí)中所要遇到的種種危險(xiǎn)和潛在的危險(xiǎn)等等。

4、組織參觀

在實(shí)習(xí)開始時(shí)，學(xué)校組織我們對(duì)實(shí)習(xí)單位的參觀，以便了解其概況。在實(shí)習(xí)期間，我們還到其它有關(guān)車間去進(jìn)行專業(yè)性的參觀，獲得了更加廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，和更加準(zhǔn)確理解了工廠的運(yùn)作模式。參觀中我們著重了解了先進(jìn)的設(shè)計(jì)思

想和方法、先進(jìn)工藝方法、先進(jìn)工裝、先進(jìn)設(shè)備的特點(diǎn)以及先進(jìn)的組織管理形式等。

5、車間實(shí)習(xí)

我們?cè)谲囬g實(shí)習(xí)是生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要方式。我們按照實(shí)習(xí)計(jì)劃在指定的車間進(jìn)行實(shí)習(xí)，通過觀察、分析計(jì)算以及向車間工人和技術(shù)人員請(qǐng)教，圓滿完成了規(guī)定的實(shí)習(xí)內(nèi)容。

6、其它

在完成好我們所實(shí)習(xí)業(yè)務(wù)內(nèi)容的同時(shí)，常常利用現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，開展向社會(huì)、向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的活動(dòng)。在空余時(shí)間里還組織聯(lián)歡、球賽等活動(dòng)，并加強(qiáng)進(jìn)行思想政治教育活動(dòng)等等。

二、車間實(shí)習(xí)內(nèi)容 在生產(chǎn)車間，我們學(xué)習(xí)了開關(guān)電源的接線和維修。

1、開關(guān)電源接線方法方法為： l：接220v交流火線 n：接220v交流零線 fg：接大地

g：直流輸出的地

+5v：輸出+5v點(diǎn)的端口 adj：是在一定范圍內(nèi)調(diào)輸出電壓的，開關(guān)電源上輸出的額定電壓本來出廠時(shí)是固定的，也就是標(biāo)稱額定輸出電壓，設(shè)置此電位器可以讓用戶根據(jù)實(shí)際使用情況在一個(gè)較小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓，一般情況下是不需要調(diào)整它的。

2、開關(guān)電源的維修可分為兩步進(jìn)行：

① 斷電情況下，“看、聞、問、量”

看：打開電源的外殼，檢查保險(xiǎn)絲是否熔斷，再觀察電源的內(nèi)部情況，如果發(fā)現(xiàn)電源的pcb板上有燒焦處或元件破裂，則應(yīng)重點(diǎn)檢查此處元件及相關(guān)電路元件。資產(chǎn)管理 聞：聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件。

問：?jiǎn)栆幌码娫磽p壞的經(jīng)過，是否對(duì)電源進(jìn)行違規(guī)操作。

量：沒通電前，用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關(guān)電源不起振或開關(guān)管開路引起的故障，則大多數(shù)情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼，此電壓有300多伏，需小心。用萬用表測(cè)量ac電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，電阻值不應(yīng)過低，否則電源內(nèi)部可能存在短路。電容器應(yīng)能充放電。脫開負(fù)載，分別測(cè)量各組輸出端的對(duì)地電阻，正常時(shí)，表針應(yīng)有電容器充放電擺動(dòng)，最后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值。

② 加電檢測(cè)

通電后觀察電源是否有燒保險(xiǎn)及個(gè)別元件冒煙等現(xiàn)象，若有要及時(shí)切斷供電進(jìn)行檢修。

測(cè)量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出，若無應(yīng)重點(diǎn)查整流二極管、濾波電容等。

測(cè)量高頻變壓器次級(jí)線圈有無輸出，若無應(yīng)重點(diǎn)查開關(guān)管是否損壞，是否起振，保護(hù)電路是否動(dòng)作等，若有則應(yīng)重點(diǎn)檢查各輸出側(cè)的整流二極管、濾波電容、三通穩(wěn)壓管等。

如果電源啟動(dòng)一下就停止，則該電源處于保護(hù)狀態(tài)下，可直接測(cè)量pwm芯片保護(hù)輸入腳的電壓，如果電壓超出規(guī)定值，則說明電源處于保護(hù)狀態(tài)下，應(yīng)重點(diǎn)檢查產(chǎn)生保護(hù)的原因。

三、單片機(jī)控制輸出的開關(guān)電源現(xiàn)有控制方案

就我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做的內(nèi)容我還了解到對(duì)于單片機(jī)控制輸出的開關(guān)電源,單從對(duì)電源輸出的控制來說,可以有幾種控制方式.其一是單片機(jī)輸出一個(gè)電壓(經(jīng)da芯片或pwm方式),用作電源的基準(zhǔn)電壓.這種方式僅僅是用單片機(jī)代替了原來的基準(zhǔn)電壓,可以用按鍵輸入電源的輸出電壓值,單片機(jī)并沒有加入電源的反饋環(huán),電源電路并沒有什么改動(dòng).這種方式最簡(jiǎn)單.其二是單片機(jī)擴(kuò)展ad,不斷檢測(cè)電源的輸出電壓,根據(jù)電源輸出電壓與設(shè)定值之差,調(diào)整da的輸出,控制pwm芯片,間接控制電源的工作.這種方式單片機(jī)已加入到電源的反饋環(huán)中,代替原來的比較放大環(huán)節(jié),單片機(jī)的程序要采用比較復(fù)雜的pid算法.其三是單片機(jī)擴(kuò)展ad,不斷檢測(cè)電源的輸出電壓,根據(jù)電源輸出電壓與設(shè)定值之差,輸出pwm波,直接控制電源的工作.這種方式單片機(jī)介入電源工作最多.第三種方式是最徹底的單片機(jī)控制開關(guān)電源,但對(duì)單片機(jī)的要求也最高.要求單片機(jī)運(yùn)算速度快,而且能夠輸出足夠高頻率的pwm波.這樣的單片機(jī)顯然價(jià)格也高.dsp類單片機(jī)速度夠高,但目前價(jià)格也很高,從成本考慮,占電源成本的比例太大,不宜采用.廉價(jià)單片機(jī)中,avr系列最快,具有pwm輸出,可以考慮采用.但avr單片機(jī)的工作頻率仍不夠高,只能是勉強(qiáng)使用.但是上列第二種控制方式,即單片機(jī)調(diào)整da的輸出,控制pwm芯片,間接控制電源的工作,卻對(duì)單片機(jī)沒有那么高的要求,51系列單片機(jī)已可勝任.而51系列單片機(jī)的價(jià)格比avr還是低一些.五、實(shí)習(xí)收獲與體會(huì) 10天的實(shí)習(xí)轉(zhuǎn)眼即逝，可是這10天來的所見所聞、所做所想使我受益匪淺，對(duì)以后的學(xué)習(xí)、工作都有很大幫助。為了抓住這短暫的10天，使它不那么輕易地從生命中滑落，我把這幾天的體會(huì)和收獲總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1、親眼看到開關(guān)電源的工業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程，更加深入地理解了開關(guān)電源的工作原理與其在實(shí)際中的應(yīng)用，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)作用；同時(shí)也感覺到課本理論與實(shí)際應(yīng)用的差距。

2、通過車間實(shí)習(xí)，鍛煉了自己的動(dòng)手能力，改掉了眼高手低的毛病。有些工作看似簡(jiǎn)單，可當(dāng)實(shí)際去做時(shí)才發(fā)現(xiàn)有很多問題之前沒有想到，不知如何下手。多虧工人師傅的耐心指導(dǎo)才能完成實(shí)習(xí)任務(wù)。

3、通過對(duì)整個(gè)公司各個(gè)環(huán)節(jié)的參觀，了解了目前電源行業(yè)的生產(chǎn)模式和管理方法，為以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展指引了方向。

4、實(shí)習(xí)期間，通過與工人師傅的交流和溝通，不但鍛煉了自己與人交往的篇三：開關(guān)電源實(shí)訓(xùn)報(bào)告格式

電力電子技術(shù)實(shí)操技能訓(xùn)練

系 別

專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師

提交日期

王 志 強(qiáng) 2011年9月16日

一、反激穩(wěn)壓電源的工作原理

附圖：反激穩(wěn)壓電源的電路原理圖圖

1、設(shè)計(jì)要求：

（1）輸入直流電壓為90v～220v；

（2）輸出直流電壓為12v，功率為30w；

（3）開關(guān)頻率為65khz。

2、cr6853控制的反激式開關(guān)電源原理分析：

二、反激變壓器設(shè)計(jì)

（參考教材73-86頁(yè)，根據(jù)介紹的設(shè)計(jì)步驟選擇初、次級(jí)繞組匝比，最大脈寬，電感值等，并選擇合用的mpp磁芯及確定初、次級(jí)繞組的匝數(shù)和線徑。希望同學(xué)們把過程等寫清楚，本小節(jié)較能體現(xiàn)工作量。）

附圖：反激變壓器的電路圖

1、反激變壓器的工作原理

2、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)步驟

3、設(shè)計(jì)結(jié)果（如磁芯選擇，繞組匝數(shù)，漆包線線徑等）

三、波形觀察

1、開關(guān)管觸發(fā)信號(hào)波形

附圖

2、網(wǎng)壓110kv輸入，并且輸出0.5a時(shí)，開關(guān)管電流波形

附圖

3、網(wǎng)壓110kv輸入，并且輸出0.5a時(shí)，開關(guān)管電壓波形

附圖

四、電源輸測(cè)試結(jié)果分析

1、空載測(cè)試，不同輸入電壓與輸出電壓關(guān)系

2、在0.5a（即6w）輸出電流情況下，不同輸入電壓與輸出電壓關(guān)系。

3、在額定110kv輸入下，不同負(fù)載，0.5a、1a、1.5a、2a下，與輸出電

壓關(guān)系，并作出分析。

五、開關(guān)電壓實(shí)訓(xùn)心得體會(huì)

包括調(diào)試心得，實(shí)訓(xùn)工作體會(huì)和改進(jìn)意見。字?jǐn)?shù)不宜少。

注意：希望各位同學(xué)按照上面的格式線，包括字體等格式。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的紙質(zhì)版和電子文檔在下周五前集中交給學(xué)委。學(xué)委第三周星期五交到王老師辦公室b8-405.篇四：09電氣1班陳向開關(guān)電源實(shí)訓(xùn)報(bào)告

電力電子技術(shù)實(shí)操技能訓(xùn)練

系 別 電氣工程系

專業(yè)班級(jí) 09級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化1班

學(xué)生姓名 陳 向 指導(dǎo)教師 王志強(qiáng) 杜蕓強(qiáng)

提交日期 2012年9月19日

一、反激穩(wěn)壓電源的工作原理

1、設(shè)計(jì)要求：

（1）輸入直流電壓為90v～220v；

（2）輸出直流電壓為12v，功率為30w；

（3）開關(guān)頻率為65khz。

2、cr6853控制的反激式開關(guān)電源原理分析： 90v-220v 交流輸入電壓vin 經(jīng)emi 濾波器c1 送入橋式整流器d1 經(jīng)濾波大電容c13輸出90－220vdc。保險(xiǎn)管fs1 的使用是為了防止大沖擊電流損壞整流橋d1。

整流后的高壓（90－220vdc）一端通過變壓器的原邊接高壓mosfet q1 的drain，另一端通過電流檢測(cè)電阻接高壓mosfetq1 的source。為了將高壓mosfet q1 管的峰值drain 電壓限制在bvdss（mosfet drain-source breakdown voltage,650v)以下，d3、r3、c3 構(gòu)成一箝位電路，它可以將高壓mosfet 在關(guān)斷時(shí) drain 的電壓箝位在bvdss 以下。為降低芯片的啟動(dòng)損耗，在芯片啟動(dòng)以后由變壓器的輔助繞組、d3、r7、c5 構(gòu)成的環(huán)路給芯片供電。變壓器的副邊輸出經(jīng)d4 整流，c7、l2、c8 濾波后得到穩(wěn)定的12v 輸出電壓。高性能的開關(guān)電源離不開反饋環(huán)路的控制，u3、u2 構(gòu)成一電壓反饋環(huán)路（疑惑的就是我在老師那里幫忙是，發(fā)

現(xiàn)那個(gè)電池做的反饋好奇怪）。r11、r13 組成取樣回路，將輸出電壓的取樣值送給u3。r12、c7 組成一補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，為u3 提供補(bǔ)償。u2 將取樣值與參考值比較的結(jié)果耦合到控制芯片的反饋端7腳。芯片為主回路提供一個(gè)方波信號(hào)，使得主回路符合反激原理，方波占空比的大小可以控制輸出電壓的大小，由此，得到我們想要穩(wěn)定的一個(gè)電壓值。

二、反激變壓器設(shè)計(jì)

1、工作原理

1）.電路結(jié)構(gòu)如圖一.2).當(dāng)開關(guān)管q1導(dǎo)通時(shí),其等效電路如圖二(a)及在導(dǎo)通時(shí)初級(jí)電流連續(xù)時(shí)的波形,磁化曲線如圖二(b).當(dāng)q1導(dǎo)通,t1之初級(jí)線圈漸漸地會(huì)有初級(jí)電流流過,能量就會(huì)儲(chǔ)存在其中.由于變壓器初級(jí)與次級(jí)側(cè)之線圈極性是相反的,因此二極管d1不會(huì)導(dǎo)通,輸出功率則由co來提供.此時(shí)變壓器相當(dāng)于一個(gè)串聯(lián)電感l(wèi)p,初級(jí)線圈電流ip可以表示為: vdc=lp*dip/dt 此時(shí)變壓器磁芯之磁通密度會(huì)從剩磁br增加到工作峰值bw.3）.當(dāng)q1截止時(shí), 其等效電路如圖三(a)及在截止時(shí)次級(jí)電流波形,磁化曲線如圖三(b).當(dāng)q1截止時(shí),變壓器之安匝數(shù)(ampere-turns ni)不會(huì)改變,因?yàn)?b并沒有相對(duì)的改變.當(dāng)?b向負(fù)的方向改變時(shí)(即從bw降低到br),在變壓器所有線圈之電壓極性將會(huì)反轉(zhuǎn),并使d1導(dǎo)通,也就是說儲(chǔ)存在變壓器中的能量會(huì)經(jīng)d1,傳遞到co和負(fù)載上.此時(shí)次級(jí)線圈兩端電壓為:vs(t)=vo+vf(vf為二極管d1的壓降).次級(jí)線圈電流: lp=(np/ns)2*ls(ls為次級(jí)線圈電感量)由于變壓器能量沒有完全轉(zhuǎn)移,在下一次導(dǎo)通時(shí),還有能量?jī)?chǔ)存在變壓器中,次級(jí)電流并沒有降低到0值,因此稱為連續(xù)電流模式或不完全能量傳遞模式(ccm).2、連續(xù)電流模式(ccm)模式下反激變壓器設(shè)計(jì)的步驟 1）.確定電源規(guī)格..輸入電壓范圍vin=90—220vac;.輸出電壓/負(fù)載電流:vout1=5v/10a,vout2=12v/1a;篇五：開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)報(bào)告

開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一 開關(guān)電源原理

如下圖30w開關(guān)電源電路圖所示，市電先經(jīng)過由電容cx1和濾波電感l(wèi)f1a組成的濾波電路后，再經(jīng)過型號(hào)為kbp210的整流橋bd1和c1組成的整流電路，輸出直流電。直流電又經(jīng)過由uc3842和2n60等元器件組成的高頻逆變電路后，變成高頻的交流電，經(jīng)高頻變壓器輸出為低電壓的高頻交流電。高頻交流經(jīng)肖基特二極管sr1060后變?yōu)槊}動(dòng)的直流電，最后經(jīng)濾波電容和濾波電感變?yōu)槲覀兿胍闹绷麟娸敵觥ov2、mov3：f1、f2、f3、fdg1組成的電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時(shí)，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，f1、f2、f3會(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路。（2）輸入濾波電路：c1、l1、c2、c3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。當(dāng)電源開啟瞬間，要對(duì)c5充電，由于瞬間電流大，加rt1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時(shí)能量全消耗在rt1電阻上，一定時(shí)間后溫度升高后rt1阻值減?。╮t1是負(fù)溫系數(shù)元件），這時(shí)它消耗的能量非常小，后級(jí)電路可正常工作。

（3）整流濾波電路：交流電壓經(jīng)brg1整流后，經(jīng)c5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若c5容量變小，輸出的交流紋波將增大。1.2功率變換電路

（1）mos管的工作原理：目前應(yīng)用最廣泛的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是mosfet（mos管），是利用半導(dǎo)體表面的電聲效應(yīng)進(jìn)行工作的。也稱為表面場(chǎng)效應(yīng)器件。由于它的柵極處于不導(dǎo)電狀態(tài)，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達(dá)105歐姆，mos管是利用柵源電壓的大小，來改變半導(dǎo)體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。（2）常見的原理圖：（3）工作原理 r4、c3、r5、r6、c4、d1、d2組成緩沖器，和開關(guān)mos管并接，使開關(guān)管電壓應(yīng)力減少，emi減少，不發(fā)生二次擊穿。在開關(guān)管q1關(guān)斷時(shí)，變壓器的原邊線圈易產(chǎn)生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從r3測(cè)得的電流峰值信號(hào)參與當(dāng)前工作周波的占空比控制，因此是當(dāng)前工作周波的電流限制。當(dāng)r5上的電壓達(dá)到1v時(shí)，uc3842停止工作，開關(guān)管q1立即關(guān)斷。r1和q1中的結(jié)電容cgs、cgd一起組成rc網(wǎng)絡(luò)，電容的充放電直接影響著開關(guān)管的開關(guān)速度。r1過小，易引起振蕩，電磁干擾也會(huì)很大；r1過大，會(huì)降低開關(guān)管的開關(guān)速度。z1通常將mos管的gs電壓限制在18v以下，從而保護(hù)了mos管。q1的柵極受控電壓為鋸形波，當(dāng)其占空比越大時(shí)，q1導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，變壓器所儲(chǔ)存的能量也就越多；當(dāng)q1截止時(shí)，變壓器通過d1、d2、r5、r4、c3釋放能量，同時(shí)也達(dá)到了磁場(chǎng)復(fù)位的目的，為變壓器的下一次存儲(chǔ)、傳遞能量做好了準(zhǔn)備。ic根據(jù)輸出電壓和電流時(shí)刻調(diào)整著⑥腳鋸形波占空比的大小，從而穩(wěn)定了整機(jī)的輸出電流和電壓。c4和r6為尖峰電壓吸收回路。1.3輸出整流濾波電路： r1、c1為削尖峰電路。l1為續(xù)流電感，r2為假負(fù)載，c4、l2、c5組成π型濾波器。1.4穩(wěn)壓環(huán)路：（1（2當(dāng)輸出u0升高，經(jīng)取樣電阻r7、r8、r10、vr1分壓后，u1③腳電壓升高，當(dāng)其超過u1②腳基準(zhǔn)電壓后u1①腳輸出高電平，使q1導(dǎo)通，光耦ot1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導(dǎo)通，uc3842①腳電位相應(yīng)變低，從而改變u1⑥腳輸出占空比減小，u0降低。當(dāng)輸出u0降低時(shí)，u1③腳電壓降低，當(dāng)其低過u1②腳基準(zhǔn)電壓后u1①腳輸出低電平，q1不導(dǎo)通，光耦ot1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導(dǎo)通，uc3842①腳電位升高，從而改變u1⑥腳輸出占空比增大，u0降低。周而復(fù)始，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。調(diào)節(jié)vr1可改變輸出電壓值。

反饋環(huán)路是影響開關(guān)電源穩(wěn)定性的重要電路。如反饋電阻電容錯(cuò)、漏、虛焊等，會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，故障現(xiàn)象為：波形異常，空、滿載振蕩，輸出電壓不穩(wěn)定等。

第四篇：開關(guān)電源

開關(guān)電源

開關(guān)電源

開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。

開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。

開關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。

SCR在開關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用，GTR驅(qū)動(dòng)困難，開關(guān)頻率低，逐漸被IGBT和MOSFET取代。

開關(guān)電源的三個(gè)條件

1、開關(guān)：電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)

2、高頻：電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻

3、直流：開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流

開關(guān)電源的分類

人們?cè)陂_關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開關(guān)電源每年以超過兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。以下分別對(duì)兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。

2.1 DC/DC變換

DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton(通用)，二是頻率調(diào)制方式，ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。其具體的電路由以下幾類：

（1）Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓

U0小于輸入電壓Ui，極性相同。

（2）Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓

U0大于輸入電壓Ui，極性相同。

（3）Buck－Boost電路——降壓或升壓斬波器，其

輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。

（4）Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電

壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳輸。

還有Sepic、Zeta電路。

上述為非隔離型電路，隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。

當(dāng)今軟開關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國(guó)VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開關(guān)DC/DC變換器，其最大輸出功率有300W、600W、800W等，相應(yīng)的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3，效率為（80～90）％。日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開關(guān)技術(shù)的高頻開關(guān)電源模塊RM系列，其開關(guān)頻率為（200～300)kHz，功率密度已達(dá)到27W/cm3，采用同步整流器（MOSFET代替肖特基二極管），使整個(gè)電路效率提高到90％。

2.2AC/DC變換

AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流”，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是必不可少的，同時(shí)因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、、FCC、CSA），交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外，由于內(nèi)部的高頻、高壓、大電流開關(guān)動(dòng)作，使得解決EMC電磁兼容問題難度加大，也就對(duì)內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計(jì)提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、大電流開關(guān)使得電源工作損耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進(jìn)程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能使其工作效率達(dá)到一定的滿意程度。

AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為，單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。

開關(guān)電源的選用

開關(guān)電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（多級(jí)串聯(lián)），一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過，在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢(shì)，其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)(0.5～1）％。開關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.1輸出電流的選擇

因開關(guān)電源工作效率高，一般可達(dá)到80％以上，故在其輸出電流的選擇上，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流，以使被選用的開關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比，通常輸出計(jì)算公式為：

Is=KIf

式中：Is—開關(guān)電源的額定輸出電流；

If—用電設(shè)備的最大吸收電流；

K—裕量系數(shù)，一般取1.5～1.8；

3.2接地

開關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾，對(duì)共模干擾敏感的用電設(shè)備，應(yīng)采取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，開關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施，因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開關(guān)電源，將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼，方能滿足上述電磁兼容的要求。

3.3保護(hù)電路

開關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須具有過流、過熱、短路等保護(hù)功能，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首選保護(hù)功能齊備的開關(guān)電源模塊，并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。

開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向

開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國(guó)外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（MnZn)材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs)下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。開關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。對(duì)于高可靠性指標(biāo)，美國(guó)的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運(yùn)行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。

模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì)，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成N＋1冗余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對(duì)開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)，若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題，故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。

電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國(guó)開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

-------------------

開關(guān)電源 測(cè)試方法

一． 耐電壓

（HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV

1.1 定義:于指定的端子間,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG間,可耐交流之有效值,漏電流一般可容許10毫安,時(shí)間1分鐘。

1.2 測(cè)試條件：Ta：25攝氏度；RH：室內(nèi)濕度。

1.3 測(cè)試回路：

1.4 說明：

1．4．1 耐壓測(cè)試主要為防止電氣破壞，經(jīng)由輸入串入之高壓，影響使用者安全。

1．4．2 測(cè)試時(shí)電壓必須由0V開始調(diào)升，并于1分鐘內(nèi)調(diào)至最高點(diǎn)。

1．4．2 放電時(shí)必須注意測(cè)試器之Timer設(shè)定，于OFF前將電壓調(diào)回 0V。

1．4．3 安規(guī)認(rèn)證測(cè)試時(shí)，變壓器需另行加測(cè)，室內(nèi)，溫度25攝氏度，RH：95攝氏度，48HR，后測(cè)試變壓器初/次級(jí)與初級(jí)/CORE。

1．4．5生產(chǎn)線測(cè)試時(shí)間為1秒鐘。

二．紋波噪聲（漣波雜訊電壓）

（Ripple & Noise）%，mv

2．1定義：

直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份最大值(P-P)或有效值。

2．2測(cè)試條件:

I/P: Nominal

O/P : Full Load

Ta : 25℃

2．3測(cè)試回路:

2．4測(cè)試波形:

2．5說明:

2．5．1示波器之GND線愈短愈好,測(cè)試線得遠(yuǎn)離PUS。

2．5．2使用1：1之Probe。

2．5．3 Scope之BW一般設(shè)定于20MHz，但是對(duì)于目前的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品測(cè)試紋波噪聲最好將BW設(shè)為最大。

2．5．4 Noise與使用儀器，環(huán)境差異極大，因此測(cè)試必須表明測(cè)試地點(diǎn)。

2．5．5測(cè)試紋波噪聲以不超過原規(guī)格值 +1%Vo。

三．漏電流（洩漏電流）

（Leakage Current）mA

3．1定義：

輸入一機(jī)殼間流通之電流（機(jī)殼必須為接大地時(shí)）。

3．2測(cè)試條件：

I/P：Vin max.×1.06(TUV)/60Hz

Vin max.(UL1012)/60Hz

O/P: No Load/Full Load

Ta: 25 ℃

3.3測(cè)試回路：

3．4說明：

3．4．1 L，N均需測(cè)。

3．4．2UL1012 R值為1K5。

TUV R值為2K/0。15uF。

3．4．3漏電流規(guī)格TUV：3。5mA,UL1012:5mA。

四．溫度測(cè)試

（Temperature Test）

4.1定義：

溫度測(cè)試指PSU于正常工作下，其零件或Case溫度不得超出其材質(zhì)規(guī)

格或規(guī)格定值。

4．2測(cè)試條件：

I/P: Nominal

O/P: Full Load

Ta : 25℃

4．3測(cè)試方法：

4．3．1將Thermo Coupler(TYPE K)穩(wěn)固的固定于量測(cè)的物體上

（速干、Tape或焊接方式）。

4．3．2 Thermo Coupler于末端絞三圈后焊成一球狀測(cè)試。

4．3．3我們一般用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)量。

4．4測(cè)試零件：

熱源及易受熱源影響部分

例如：輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱

敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、繞線、散熱片、大功率半導(dǎo)體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。

4．5零件溫度限制：

4．5．1零件上有標(biāo)示溫度者，以標(biāo)示之溫度為基準(zhǔn)。

4．5．2其他未標(biāo)示溫度之零件，溫度不超過P.C.B.之耐溫。

4．5．3電感顯示個(gè)別申請(qǐng)安規(guī)者，溫升限制65℃Max(UL1012),75℃

Max(TUV)。

五．輸入電壓調(diào)節(jié)率

（Line Regulation）, %

5．1定義：

輸入電壓在額定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓之變化率。

Vmax-Vnor

Line Regulation(+)=------------------

Vnor

Vnor-Vmin

Line Regulation(-)=------------------

Vnor

Vmax-Vmin

Line Regulation=----------------

Vnor

Vnor:輸入電壓為常態(tài)值，輸出為滿載時(shí)之輸出電壓。

Vmax:輸入電壓變化時(shí)之最高輸出電壓。

Vmin:輸入電壓變化時(shí)之最低輸出電壓。

5．2測(cè)試條件：

I/P：Min./Nominal/Max

O/P:Full Load

Ta:25℃

5.3測(cè)試回路：

5．4說明：

Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之±最大

值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

六．負(fù)載調(diào)節(jié)率

（Load Regulation）%

5．1定義：

輸出電流于額定范圍內(nèi)變化（靜態(tài)）時(shí)，輸出電壓之變化率。

|Vminl-Vcent|

Line Regulation(+)=------------------×100%

Vcent

|Vcent-VfL|

Line Regulation(-)=------------------×100%

Vcent

|VminL-VfL|

Line Regulation(%)=----------------×100%

Vcent

VmilL:最小負(fù)載時(shí)之輸出電壓

VfL:滿載時(shí)之輸出電壓

Vcent:半載時(shí)之輸出電壓

6．2測(cè)試條件：

I/P：Nominal

O/P:Min./Half/Full Load

Ta:25℃

6.3測(cè)試回路：

6．4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent與Vcent-Vmax.之±最大

值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

第五篇：基于DSP開關(guān)電源

基于DSP的開關(guān)電源

摘要

本文以TMs320LF2407A為控制核心，介紹了一種基于DSP的大功率開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案。該電源采用半橋式逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)用脈寬調(diào)制和軟件PID調(diào)節(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電壓的穩(wěn)定輸出。最后，給出了試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)表明，該電源具有良好的性能，完全滿足技術(shù)規(guī)定要求。關(guān)鍵字：DSP；開關(guān)電源；PID調(diào)節(jié)

ABSTRACT In this paper,setting TMs320LF2407A as the control center, it describes a DSP-based high-power switching power source design.The power supply uses a half-bridge inverter circuit topology, applications and software PID regulator pulse width modulation technology to achieve a stable output voltage.Finally, the experimental results was given.The experimental results show that the power supply has a good performance, fully meeting the technical requirements.Key Words: DSP;Switching power supply;PID

0 引 言

信息時(shí)代離不開電子設(shè)備，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子設(shè)備的種類與日俱增，與人們的工作、生活的關(guān)系也日益密切。任何電子設(shè)備又都離不開可靠的供電電源，它們對(duì)電源供電質(zhì)量的要求也越來越高。

目前，開關(guān)電源以具有小型、輕量和高效的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源。與之相應(yīng)，在微電子技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，DSP芯片的發(fā)展日新月異，因此基于DSP芯片的開關(guān)電源擁有著廣闊的前景，也是開關(guān)電源今后的發(fā)展趨勢(shì)。電源的總體方案設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的開關(guān)電源的基本組成原理框圖如圖1所示，主要由功率主電路、DSP控制回路以及其它輔助電路組成。

開關(guān)電源的主要優(yōu)點(diǎn)在“高頻”上。通常濾波電感、電容和變壓器在電源裝置的體積和重量中占很大比例。從“電路”和“電機(jī)學(xué)”的有關(guān)知識(shí)可知，提高開關(guān)頻率可以減小濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，從而有效地降低電源裝置的體積和重量。以帶有鐵芯的變壓器為例，分析如下：

圖1.開關(guān)電源基本原理

設(shè)鐵芯中的磁通按正弦規(guī)律變化，即φ= φMsinωt，則：

eL??Wd????Wcos?t?EMcos?t dt(1)式中，EM= ωWφ M=2πfWφM，在正弦情況下，EM=√2E，φM=BMS，故：

E?2?fW?M?4.44fWBMS 2(2)式中，f為鐵芯電路的電源頻率；W 為鐵芯電路線圈匝數(shù)；BM為鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度；S為鐵芯線圈截面積。

從公式可以看出電源頻率越高，鐵芯截面積可以設(shè)計(jì)得越小，如果能把頻率從50 Hz提高到50 kHz，即提高了一千倍，則變壓器所需截面積可以縮小一千倍，這樣可以大大減小電源的體積。

綜合電源的體積、開關(guān)損耗以及系統(tǒng)抗干擾能力等多方面因素的考慮，本開關(guān)電源的開關(guān)頻率設(shè)定為30 kHZ。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 2.1 功率主電路

本電源功率主回路采用“AC-DC-AC—DC”變換的結(jié)構(gòu)，主要由輸入電網(wǎng)EMI濾波器、輸人整流濾波電路、高頻逆變電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路等幾部分組成，如圖2所示。

圖2.功率主電路原理圖

圖3.功軍主回路的電壓波形變化

本開關(guān)電源采用半橋式功率逆變電路。如圖2所示，輸入市電經(jīng)EMI濾波器濾波，大大減少了交流電源輸入的電磁干擾，并同時(shí)防止開關(guān)電源產(chǎn)生的諧波串?dāng)_到輸入電源端。再經(jīng)過橋式整流電路、濾波電路變成直流電壓加在P、N兩點(diǎn)問。P、N之間接人一個(gè)小容量、高耐壓的無感電容，起到高頻濾波的作用。半橋式功率變換電路與全橋式功率變換電路類似，只是其中兩個(gè)功率開關(guān)器件改由兩個(gè)容量相等的電容CA1和CA2代替。在實(shí)際應(yīng)用中為了提高電容的容量以及耐壓程度，CA1和CA2往往采用的是由多個(gè)等值電容并聯(lián)組成的電容組。C A1、CA2 的容量選值應(yīng)在電源體積和重量允許的條件下盡可能的大，以減小輸出電壓的紋波系數(shù)和低頻振蕩。CA1 和CA2 在這里同時(shí)起到了靜態(tài)時(shí)分壓的作用，使Ua =Uin／2。

在本電源的設(shè)計(jì)中，采用IGBT來作為功率開關(guān)器件。它既具有MOSFET的通斷速度快、輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單及驅(qū)動(dòng)功率小等優(yōu)點(diǎn)，又具有GTR的容量大和阻斷電壓高的優(yōu)點(diǎn)。

在IGBT的集射極間并接RC吸收網(wǎng)絡(luò)，降低開關(guān)應(yīng)力，減小IGBT關(guān)斷產(chǎn)生的尖峰電壓；并聯(lián)二極管DQ實(shí)現(xiàn)續(xù)流的作用。二次整流采用全波整流電路，通過后續(xù)的LC濾波電路，消除高頻紋波，減小輸出直流電壓的低頻振蕩。LC濾波電路中的電容由多個(gè)高耐壓、大容量的電容并聯(lián)組成，以提高電源的可靠性，使輸出直流電壓更加平穩(wěn)。2.2 控制電路

控制電路部分實(shí)際上是一個(gè)實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制系統(tǒng)，包括對(duì)開關(guān)電源輸出端電壓、電流和IGBT溫度的檢測(cè)，對(duì)收集信息的分析和運(yùn)算處理，對(duì)電源工作參數(shù)的設(shè)置和顯示等。其控制過程主要是通過采集開關(guān)電源的相關(guān)參數(shù)，送入DSP芯片進(jìn)行預(yù)定的分析和計(jì)算，得出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，通過改變輸出PWM波的占空比，送到逆變橋開關(guān)器件的控制端，從而控制輸出電壓和電流。

控制電路主要包括DSP控制器最小系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路、輔助電源電路、采樣電路和保護(hù)電路。

（1）DSP控制器最小系統(tǒng)

DSP控制器是其中控制電路的核心采用TMS32OLF2407A DSP芯片，它是美國(guó)TEXAS INSTU—MENTS（TI）公司的最新成員。TMS30LF2407A基于C2xLP內(nèi)核，和以前C2xx系列成員相比，該芯片具有處理性能更好（30MIPS）、外設(shè)集成度更高、程序存儲(chǔ)器更大、A／D轉(zhuǎn)換速度更快等特點(diǎn)，是電機(jī)數(shù)字化控制的升級(jí)產(chǎn)品，特別適用于電機(jī)以及逆變器的控制。DSP控制器最小系統(tǒng)包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路以及鍵盤顯示電路。時(shí)鐘電路通過15 MHz的外接晶振提供；復(fù)位電路直接通過開關(guān)按鍵復(fù)位；由4×4的矩陣式鍵盤和SPRT12864M LCD構(gòu)成了電源系統(tǒng)的人機(jī)交換界面。

（2）驅(qū)動(dòng)放大電路

IGBT的驅(qū)動(dòng)電路采用脈沖變壓器和TC4422組成，其電路原理圖如圖4所示：

圖4.IGBT驅(qū)動(dòng)電路原理圖

由于TMS320LF2407A的驅(qū)動(dòng)功率較小，不能勝任驅(qū)動(dòng)開關(guān)管穩(wěn)定工作的要求，因此需要加上驅(qū)動(dòng)放大電路，以增大驅(qū)動(dòng)電流功率，提高電源系統(tǒng)的可靠性。如圖4所示，采用兩片TCA422組成驅(qū)動(dòng)放大電路。

TC4421／4422是Microchip公司生產(chǎn)的9A高速M(fèi)OsFET／IGBT驅(qū)動(dòng)器，其中TC4421是反向輸出，TC4422是同向輸出，輸出級(jí)均為圖騰柱結(jié)構(gòu)。

TC4421／4422具有以下特點(diǎn)：

①輸出峰值電流大：9 A；

② 電源范圍寬：4.5 V～18 V；

③連續(xù)輸出電流大：最大2 A；

④快速的上升時(shí)間和下降時(shí)間：30 ns（負(fù)載4700pF），180 ns（負(fù)載47000 pF）；

⑤傳輸延遲時(shí)間短：30 ns（典型）；

⑥供電電流小：邏輯“1”輸入～200μA（典型），邏輯“0”輸入～55 μA（典型）；

⑦輸出阻抗低：1.4 Ω（典型）；

⑧閉鎖保護(hù)：可承受1.5 A的輸出反向電流；

⑨輸入端可承受高達(dá)5 V的反向電壓；

⑩能夠由TTL或CMOS電平（3 V～18 V）直接驅(qū)動(dòng)，并且輸人端采用有300 mV滯回的施密特觸發(fā)電路。

當(dāng)TMS320LF2407A輸出的PWM1為高電平，PWM2為低電平時(shí)，經(jīng)過TCA422驅(qū)動(dòng)放大后輸出，在脈沖變壓器一次側(cè)所流過的電流從PWMA流向PWMB，如圖4中箭頭所示，電壓方向?yàn)樯险仑?fù)。

根據(jù)變壓器的同名端和接線方式，則開關(guān)管Q1的柵極電壓為正，Q2的柵極電壓為負(fù)。因此，此時(shí)是驅(qū)動(dòng)QM1導(dǎo)通。反之若是PWM1為高電平，PWM2為低電平時(shí)，則是驅(qū)動(dòng)Q2導(dǎo)通。四只二極管DQ1 ～DQ2的作用是消除反電動(dòng)勢(shì)對(duì)TCA422的影響。

（3）輔助電源電路

本開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)過程中所需要的幾路工作電源如下：

① TMS320LF2407 DSP所需電源：I／O 電源（3.3 V），PLL（PHSAELOCKED LOOP）電源（3.3 V），F(xiàn)IASH編程電壓（5 V），模擬電路電源電壓（3.3 V）；②TCA422芯片所需電源：電源端電壓范圍4.5～18 V（選擇15 V）；③采樣電路中所用運(yùn)算放大器的工作電源為15 V。

因此，整個(gè)控制電路需要提供15 V、5 V和3.3 V三種制式的電壓。設(shè)計(jì)中選用深圳安時(shí)捷公司的HAw 5-220524 AC／DC模塊將220 V、50 Hz的交流電轉(zhuǎn)換成24 V直流電，然后采用三端穩(wěn)壓器7815和7805獲得15 V和5 V的電壓。TMS320LF2407A所需的3.3 V由5 V通過TPS7333QD電壓芯片得到。（4）采樣電路

電壓采樣電路由三端穩(wěn)壓器TL431和光電耦合器PC817之問的配合來構(gòu)成。電路設(shè)計(jì)如圖5所示，TL431與PC817一次側(cè)的LED串聯(lián)，TL431陰極流過的電流就是LED的電流。輸出電壓Ud經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)后到參考電壓UR與TL431中的2.5 V基準(zhǔn)電壓Uref進(jìn)行比較，在陰極上形成誤差電壓，使LED的工作電流 If發(fā)生變化，再通過光耦將變化的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送人LF2407A的ADCIN00引腳。

圖5.電壓采樣電路原理圖

由于TMS320LF2407A的工作電壓為3.3 V，因此輸入DSP的模擬信號(hào)也不能超過3.3 V。為防止輸入信號(hào)電壓過高造成A／D輸入通道的硬件損壞，我們對(duì)每一路A／D通道設(shè)計(jì)了保護(hù)電路，如圖5所示，Cu2，CU3 起濾波作用，可以將系統(tǒng)不需要的高頻和低頻噪聲濾除掉，提高系統(tǒng)信號(hào)處理的精度和穩(wěn)定性。

另外，采用穩(wěn)壓管限制輸入電壓幅值，同時(shí)輸入電壓通過二極管與3.3 V電源相連，以吸收瞬間的電壓尖峰。

當(dāng)電壓超過3.3 V時(shí)，二極管導(dǎo)通，電壓尖峰的能量被與電源并聯(lián)的眾多濾波電容和去耦電容吸收。并聯(lián)電阻Ru4的目的是給TL431提供偏置電流，保證TL431至少有1 mA的電流流過。Cu1 和RU3作為反饋網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償元件，用以優(yōu)化系統(tǒng)的頻率特性。

電流采樣的原理與電壓采樣類似，只是在電路中要通過電流傳感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后再進(jìn)行采集。

（5）保護(hù)電路

為保證系統(tǒng)中功率轉(zhuǎn)換電路及逆變電路能安全可靠工作，TMs320LF2407A提供了PDPINTA,各種故障信號(hào)經(jīng)或門CD4075B綜合后，經(jīng)光電隔離、反相及電平轉(zhuǎn)換后輸入到PDPINTA引腳，有任何故障時(shí)，CD4075B輸出高電平，PDPINTA引腳相應(yīng)被拉為低電平，此時(shí)DSP所有PWM輸出管腳全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，即封鎖PWM輸出。整個(gè)過程不需要程序干預(yù)，由硬件實(shí)現(xiàn)。這對(duì)實(shí)現(xiàn)各種故障信號(hào)的快速處理非常有用。在故障發(fā)生后，只有在人為干預(yù)消除故障，重啟系統(tǒng)后才能繼續(xù)工作。系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)

為了構(gòu)建DSP控制器軟件框架，使程序易于編寫、查錯(cuò)、測(cè)試、維護(hù)、修改、更新和擴(kuò)充，在軟件設(shè)計(jì)中采用了模塊化設(shè)計(jì)，將整個(gè)軟件劃分為初始化模塊、ADC信號(hào)采集模塊、PID運(yùn)算處理模塊、PWM波生成模塊、液晶顯示模塊以及按鍵掃描模塊。各模塊間的流程如圖6所示。

圖6.功能模塊流程圖

3.1 初始化模塊

系統(tǒng)初始化子程序是系統(tǒng)上電后首先執(zhí)行的一段代碼，其功能是保證主程序能夠按照預(yù)定的方式正確執(zhí)行。系統(tǒng)的初始化包括所有DSP的基本輸入輸出單元的初始設(shè)置、LCD初始化和外擴(kuò)單元的檢測(cè)等。

3.2 ADC采樣模塊

TMS320LF2407A芯片內(nèi)部集成了10位精度的帶內(nèi)置采樣／保持的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ADC）。根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求，10位ADC的精度可以滿足電壓的分辨率、電流的分辨率的控制要求，因此本設(shè)計(jì)直接利用DSP芯片內(nèi)部集成的ADC就可滿足控制精度。另外，該10位ADC是高速ADC，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)到500 ns，也滿足控制對(duì)采樣周期要求。

ADC采樣模塊首先對(duì)ADC進(jìn)行初始化，確定ADC通道的級(jí)聯(lián)方式，采樣時(shí)間窗口預(yù)定標(biāo)，轉(zhuǎn)換時(shí)鐘預(yù)定標(biāo)等。然后啟動(dòng)ADC采樣，定義三個(gè)數(shù)組依次存放電壓、電流和溫度的采樣結(jié)果，對(duì)每一個(gè)信號(hào)采樣8次，經(jīng)過移位還原后存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)組中，共得到3組數(shù)據(jù)。如果預(yù)定的ADC中斷發(fā)生，則轉(zhuǎn)人中斷服務(wù)程序，對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和傳輸。以電壓采樣為例，其具體的流程圖如圖7所示。

圖7.程序流程圖

3.3 PID運(yùn)算模塊

本系統(tǒng)借助DSP強(qiáng)大的運(yùn)算功能，通過編程實(shí)現(xiàn)了軟件PID調(diào)節(jié)。由于本系統(tǒng)軟件中采用的是增量式PID算法，因此需要得到控制量的增量△un，式（3）為增量式PID算法的離散化形式：

?un?Kp(en?en?1)?Kien?Kd[en?2en?1?en?2]

(3)

開關(guān)電源在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，偏差是很小的。如果偏差e在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動(dòng)，控制器對(duì)這樣微小的偏差計(jì)算后，將會(huì)輸出一個(gè)微小的控制量，使輸出的控制值在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，不斷改變自己的方向，頻繁動(dòng)作，發(fā)生振蕩，這既影響輸出控制器，也對(duì)負(fù)載不利。

為了避免控制動(dòng)作過于頻繁，消除由于頻繁動(dòng)作所引起的系統(tǒng)振蕩，在PID算法的設(shè)計(jì)中設(shè)定了一個(gè)輸出允許帶eo。當(dāng)采集到的偏差|en|≤eo時(shí)，不改變控制量，使充電過程能夠穩(wěn)定地進(jìn)行；只有當(dāng)|en| >eo 時(shí)才對(duì)輸出控制量進(jìn)行調(diào)節(jié)。PID控制模塊的程序流程如圖8所示：

圖8.PID運(yùn)算程序流程圖

TMS320LF2407A內(nèi)部包括兩個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB，每個(gè)事件管理器模塊包括通用定時(shí)器GP、比較單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路。通過TMS320LF2407A事件管理模塊中的比較單元可以產(chǎn)生帶死區(qū)的PWM波，與PWM 波產(chǎn)生相關(guān)的寄存器有：比較寄存器CMPRx、定時(shí)器周期寄存器Tx—PR、定時(shí)器控制寄存器TxCON、定時(shí)器增／減計(jì)數(shù)器TxCNT、比較控制寄存器COMCONA／B、死區(qū)控制寄存器DBTCONA／B。

PWM波的生成需對(duì)TMS320LF2407A的事件管理模塊中的寄存器進(jìn)行配置。由于選用的是PWM1／2，因此配置事件管理寄存器組A，根據(jù)需要生成帶死區(qū)PWM波的設(shè)置步驟為：

（1）設(shè)置并裝載比較方式寄存器ACTRA，即設(shè)置PWM波的輸出方式；

（2）設(shè)置T1CON寄存器，設(shè)定定時(shí)器1工作模式，使能比較操作；

（3）設(shè)置并裝載定時(shí)器1周期寄存器T1PR，即規(guī)定PWM 波形的周期；

（4）定義CMPR1寄存器，它決定了輸出PWM 波的占空比，CMPR1中的值是通過計(jì)算采樣值而得到的；

（5）設(shè)置比較控制寄存器COMCONA，使能PD—PINTA 中斷；

（6）設(shè)置并裝載死區(qū)寄存器DBTCONA，即設(shè)置死區(qū)時(shí)間。

圖9.帶死區(qū)PWM波的生成原理

3.5 鍵盤掃描及LCD顯示模塊

按鍵掃描執(zhí)行模塊的作用是判斷用戶的輸入，對(duì)不同的輸入做出相應(yīng)的響應(yīng)。本開關(guān)電源設(shè)計(jì)采用16個(gè)壓電式按鍵組成的矩陣式鍵盤構(gòu)成系統(tǒng)的輸入界面。16個(gè)按鍵的矩陣式鍵盤需要DSP的8個(gè)I／O口，這里選用IOPA0～I(xiàn)OPA3作為行線，IOPF0～I(xiàn)OPF3作為列線。由于TMS320LF2407A都是復(fù)用的I／O口，因此需要對(duì)MCRA和MCRC寄存器進(jìn)行設(shè)置使上述8個(gè)I／O口作為一般I／O端口使用。按鍵掃描執(zhí)行模塊采用的是中斷掃描的方式，只有在鍵盤有鍵按下時(shí)才會(huì)通過外部引腳產(chǎn)生中斷申請(qǐng)，DSP相應(yīng)中斷，進(jìn)人中斷服務(wù)程序進(jìn)行鍵盤掃描并作相應(yīng)的處理。

LCD顯示模塊需要DSP提供11個(gè)I／O口進(jìn)行控制，包括8位數(shù)據(jù)線和3位控制線，數(shù)據(jù)線選用IOPB0～I(xiàn)OPB7，控制線選用IOPFO IOPF2，通過對(duì)PBDATDIR和PFDATDIR寄存器的設(shè)置實(shí)現(xiàn)DSP與LCD的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)顯示開關(guān)電源的運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)論

本文介紹的基于DSP的大功率高頻開關(guān)電源，充分發(fā)揮了DSP強(qiáng)大功能，可以對(duì)開關(guān)電源進(jìn)行多方面控制，并且能夠簡(jiǎn)化器件，降低成本，減少功耗，提高設(shè)備的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]何希才.新型開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]．北京：科學(xué)出版社，2001 [2]劉和平，嚴(yán)利平，張學(xué)鋒等.TMS320LF240xDSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用[J]．北京：航空航天大學(xué)出版社，2002 [3] 陳偉，馬金平，杜志江，李永利.基于DSP的PWM型開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006，12(5)：238-240 [4]周志敏，周紀(jì)海.開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)——設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].北京：人民郵電出版社，2003 [5] 毛曉波.交流采樣技術(shù)及其DSP實(shí)現(xiàn)方法.微計(jì)算機(jī)信息[J].2005，11(5)：36-39