2 開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)

　　2．1 功率因數(shù)校正電路

　　功率因數(shù)校正電路原理如圖4所示。電路中，電感L、功率MOS開(kāi)關(guān)管Vo、二極管Do和電容Co組成Boost變換器。電阻分壓器RAc1和RAc2對(duì)輸入電壓波形取樣，獲得輸入電壓前饋信號(hào)，作為控制芯片UCC38050內(nèi)部乘法器的一個(gè)輸入，與電源反饋信號(hào)一起生成電感電流參考信號(hào)。電阻Rzc將電感電流過(guò)零信號(hào)輸入芯片，以控制開(kāi)關(guān)管零電流開(kāi)通。電阻Rs1檢測(cè)開(kāi)關(guān)管電流，輸出電壓經(jīng)Ro1和Ro2分壓后反饋給芯片。這些信號(hào)輸入芯片后，經(jīng)過(guò)UCC38050內(nèi)部運(yùn)算與控制，形成PWM控制信號(hào)，控制開(kāi)關(guān)管通斷，使電流波形跟蹤電壓波形，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。

　　2．2 功率隔離變換器

　　功率隔離變換器電路如圖5所示，由控制電路和反激式變換器組成。圖中，變壓器輔助繞組LZ、電阻RZCD、電容CzcD組成谷底探測(cè)電路，為控制芯片F(xiàn)A5531提供谷底檢測(cè)信號(hào)。光電耦合器N1次級(jí)將輸出電壓反饋信號(hào)輸入控制芯片。電路啟動(dòng)后，F(xiàn)A5531輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)使V1導(dǎo)通，V1電流上升，此電流由Rs檢測(cè)輸入到控制芯片的IS引腳，與由反饋輸入FB引腳的電壓決定的參考電壓進(jìn)行比較，達(dá)到參考電壓時(shí)，V1關(guān)斷，變壓器繞組電壓反相，變壓器初級(jí)電感向次級(jí)負(fù)載饋送能量。當(dāng)向次級(jí)饋送能量過(guò)程結(jié)束時(shí)，次級(jí)電流下降到零。變壓器漏感與開(kāi)關(guān)管寄生電容Cd構(gòu)成了諧振電路，變壓器輔助繞組感應(yīng)此諧振電路的諧振電壓，并輸入到FA5531P的ZCD引腳。當(dāng)次級(jí)電流下降到零時(shí)，諧振電路的諧振電壓迅速下降，輔助繞組的感應(yīng)電壓也迅速下降，當(dāng)ZCD引腳上的電壓降至谷底探測(cè)閾值時(shí)，F(xiàn)A5531P驅(qū)動(dòng)輸出使V1重新導(dǎo)通。由于電阻RzcD、電容CzcD會(huì)引入延時(shí)，選擇合適的RzcD、CzcD值，就可實(shí)現(xiàn)V1零電壓開(kāi)通。

　　2．3 同步整流電路

　　采用TEAl761T的同步整流電路如圖6所示。同步信號(hào)SRSENSE直接取自高頻變壓器次級(jí)，R3是輸出電流取樣電阻，通過(guò)選擇合適的R3的阻值，可控制最大輸出電流。TEA1761T具有欠電壓鎖定和啟動(dòng)功能，D2為T(mén)EA1761T提供電源，同時(shí)檢測(cè)輸出電壓，當(dāng)Vcc引腳電壓高于8．6V，TEA1761T激活同步整流電路和輸出電壓與輸出電流檢測(cè)電路。當(dāng)電壓低于8．1v時(shí)，則進(jìn)入欠電壓鎖定狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)輸出保持低電平，光耦反饋輸出被封鎖。

　　分路整流器7*31、光電耦合器N1和分壓電阻等組成輸出電壓反饋回路，將開(kāi)關(guān)電源次級(jí)輸出電壓與參考電壓的偏差反饋給初級(jí)的控制電路，調(diào)節(jié)隔離變換器功率開(kāi)關(guān)占空比，穩(wěn)定開(kāi)關(guān)電源輸出電壓。7*31提供高精度基準(zhǔn)電壓，分壓電阻對(duì)輸出電壓采樣，與基準(zhǔn)電壓比較，其偏差被放大并改變光電耦合器輸出，實(shí)現(xiàn)反饋。用7*31取代復(fù)雜的誤差放大電路，簡(jiǎn)化了反饋電路結(jié)構(gòu)。

　　系統(tǒng)利用芯片具有多種保護(hù)功能，設(shè)計(jì)了過(guò)電壓保護(hù)、欠電壓鎖定、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等保護(hù)電路以提高系統(tǒng)的可靠性，具體電路從略。

　　3 測(cè)試結(jié)果

　　對(duì)所設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源樣機(jī)進(jìn)行了測(cè)試，樣機(jī)額定輸出電壓24V，額定輸出電流3A。測(cè)試中負(fù)載電阻10Ω，當(dāng)輸入電壓范圍90～265V內(nèi)時(shí)，功率因數(shù)λ≥0．985，電源效率η≥91．5％，THD≤4．25％。表1是待機(jī)與輕載時(shí)的功耗測(cè)試結(jié)果。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　在所設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源中，所選用的芯片功耗低、功能強(qiáng)，所需外部元件少，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中綜合了多種先進(jìn)的電源控制技術(shù)，從各個(gè)環(huán)節(jié)降低開(kāi)關(guān)電源損耗，保持從輕載到滿載都具有高的系統(tǒng)效率。采用的兩級(jí)變換器分別有自己的控制環(huán)節(jié)，所以既能保持穩(wěn)定的輸出電壓，又有良好的動(dòng)態(tài)性能，可滿足對(duì)電源性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合，如用作各種自動(dòng)測(cè)控儀器的電源。