可调输出开关电源设计

毕业设计（论文）题目可调输出开关电源设计班级电气工程及其自动化所属院（系）电子信息工程学院目录摘要IIABSTRACTIII第一章绪论111开关电源的基本概念112开关电源的发展1121开关电源的发展史1122开关电源的技术追求与发展趋势2第二章开关电源的基本分类与原理421开关电源电路基本分类4211开关电源的分类4212开关电源的选择522开关稳压电源的基本工作原理5221基本电路6222单端反激式开关电源7223单端正激式开关电源8第三章可调输出电压开关电源的设计1031性能特点与技术指标1032基本工作原理及原理框图1033开关电源电路中关键元器件的选择与设计11331TL494工作原理简述11332TL494内部结构框图11333TL494引脚图12334TL494脉冲控制波形图1234开关电源电路各部分电路具体设计13341交流EMI滤波及整流滤波电路的设计13342半桥式功率变换器14343功率变压器的设计14344输出整流滤波电路的设计16345辅助电源的设计17346驱动电路20347风扇风速控制电路21348PWM控制电路22349过流保护电路223410可调输出电压开关电源的电路图23第四章结束语24致谢25参考文献26可调输出电压开关电源设计摘要本文分析了国内外开关电源的发展和现状，研究了开关电源的基本原理以及开关电源在电力直流操作系统中的应用，设计出一种实用于电力系统的开关电源。该系统以MOSFET作为功率开关器件，构成半桥式开关变换器，采用脉宽调制（PWM）技术，PWM控制信号由TL494产生，从输出实时采样电压反馈信号，以控制输出电压的变化，控制电路和主电路之间采用了变压器进行隔离，还设计了过流保护电路、RCC变换器构成的辅助电源电路、驱动电路以及风扇风速控制电路。通过实验证明该系统能安全、可靠运行，达到了设计要求。【关键词】开关电源,半桥式变换器,PWM,MOSFET，RCCADJUSTABLEOUTPUTVOLTAGESWITCHPOWERSOURCEDESIGNABSTRACTTHEPAPERANALYZETHEPRESENTSITUATIONANDDEVELOPMENTOFSWITCHINGPOWERSUPPLYDOMESTICALLYANDOVERSEAS,STUDYANDRESEARCHTHEBASALPRINCIPLEOFSWITCHPOWERSUPPLYANDITSAPPLICATIONINELECTRICPOWERSYSTEMTHEHALFBRIDGETYPECONVERTERISMADEUPOFTWOMOSFET,ANDTHETHEORYOFPWMISUSEDTHESIGINALOFPWMISOFFEREDBYTL494THEFADEBACKVOLTAGEACHIEVEDFROMOUTPUTISUSEDTOCONTROLTHECHANGEOFOUTPUTTHEPRIMARYCIRCUITANDTHECONTROLCIRCUITAREINSULTEDBYTRANSFORMERORPHOTOCOUPLERTHEOVERCURRENTSELF_PROTECTION,AUXILIARYPOWERSUPPLYCIRCUITWHICHISMADEUPFORRINGINGCHOKECONVENTER,DRIVINGCIRCUITANDFANSPEEDCONTROLCIRCUITAREALSODESIGNEDTHEEXPERIMENTALRESULTSSHOWTHATTHESYSTEMCANWORKSAFELYANDRELIABLYKEYWORDSSWITCHPOWERSUPPLY,HALFBRIDGETYPECONVERTER,PWM,MOSFET,RCC第一章绪论开关稳压直流电源以其高效、节能，体积小，重量轻、电压适应能力强等众多优点，越来越受到人们的重视。目前。电视机、计算机及一些专用仪器设备已大量使用开关稳压电源。开关电源也必然成为我国电源产品的主流。输出电压可调式开关直流电源的成功开发，拓宽了开关电源新的应用领域，这种电源可取代常规输出可调电源，具有实用价值和良好的发展前景。11开关电源的基本概念随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。12开关电源的发展121开关电源的发展史1955年美国罗耶（GHROGER发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（JENSEN发明了自激式推挽双变压器，1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了25千赫的开关电源。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100KHZ、用MOSFET制成的500KHZ电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。其中，为防止随开关启闭所发生的电压浪涌，可采用RC或LC缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过，对1MHZ以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数兆HZ的变换器的实用化研究。122开关电源的技术追求与发展趋势开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（BS下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代。本章小结开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。第二章开关电源的基本分类与原理21开关电源电路基本分类211开关电源的分类人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，也有AC/ACDC/AC如逆变器DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。自激式是无须外加信号源能自行振荡，自激式完全可以把它看作是一个变压器反馈式振荡电路。开关电源正在走向大众化，微型化。开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用，低功率微型开关电源的应用要首先体现在，数显表、智能电表、手机充电器等方面。现阶段国家在大力推广智能电网建设，对电能表的要求大幅提高，开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。它激式则完全依赖于外部维持振荡，在实际应用中自激式应用比较广泛。根据激励信号结构分类；可分为脉冲调宽和脉冲调幅两种，脉冲调宽是控制信号的宽度，也就是频率，脉冲调幅控制信号的幅度，两者的作用相同都是使振荡频率维持在某一范围内，达到稳定电压的效果。变压器的绕组一般可以分成三种类型，一组是参与振荡的初级绕组，一组是维持振荡的反馈绕组，还有一组是负载绕组。比如在家用电器中使用的上海正艺科技生产的开关电源，将220V的交流电经过桥式整流，变换成300V左右的直流电，滤波后进入变压器后加到开关管的集电极进行高频振荡，反馈绕组反馈到基极维持电路振荡，负载绕组感应的电信号，经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载提供电能。负载绕组在提供电能的同时，也肩负起稳定电压的能力，其原理是在电压输出电路接一个电压取样装置，监测输出电压的变化情况，及时反馈给振荡电路调整振荡频率，从而达到稳定电压的目的，为了避免电路的干扰，反馈回振荡电路的电压会用光电耦合器隔离。212开关电源的选择现代开关电源有两种一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。其中最主要的是直流开关电源。直流开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热成本很低如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意义。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。直流DC/DC转换器按输人与输出之间是否有电气隔离可以分为两类一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器；另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器。22开关稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。图21调宽式开关稳压电源的原理图对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压UO取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压。可由公式计算，即UOUMT1/T式中UM为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。从上式可以看出，当UM与T不变时，直流平均电压UO将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。以下介绍几种脉冲宽度调制式开关稳压电源的基本工作原理和各种电路类型。221基本电路开关式稳压电源的基本电路框图如图所示。图22开关电源基本电路框图交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。222单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容滤波后向负载输出。图23单端反激式开关电源单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20100，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。单端反激式开关电源使用的开关管VT1承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20200KHZ之间。223单端正激式开关电源单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感储存能量；当开关管VT1截止时，电感通过续流二极管VD3继续向负载释放能量。图24单端正激式开关电源在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50200的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。本章小结开关电源有多种分类，上面是常用到的几种，各种方式有不同的优势和缺点，只有认真分析各种方式，才能决定自己的设计哪种方式是最优方式。第三章可调输出电压开关电源的设计31性能特点与技术指标介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V20，输出电压为直流050V，最大电流4A，工作频率50KHZ。重点介绍了该电源的设计思想与工作原理。主要技术指标1）交流输入电压AC220V20；2）直流输出电压050V可调；3）输出电流4A；4）输出电压调整率1；5）纹波电压UPP50MV；32基本工作原理及原理框图该开关电源的原理框图如图所示。图31整体电源的工作框图由上图可见，整个系统主要包括输入整流逆波电路，高频半桥式逆变器，高频变压器，输出整流逆波电路。当220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电EMI滤波电路NL整流滤波电路半桥式变换器输出整流滤波050VGND辅助电路控制电路反馈电路压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。33开关电源电路中关键元器件的选择与设计331TL494工作原理简述TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如下FOSC公式31TCR1输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。332TL494内部结构框图图32TL494的内部结构与方块图片333TL494引脚图图33TL494管脚图334TL494脉冲控制波形图图34TL494控制器时序波形图34开关电源电路各部分电路具体设计341交流EMI滤波及整流滤波电路的设计交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。图35交流EMI滤波及输入整流滤波电路输入滤波电容的选择如下取整流滤波后的直流电压的最大脉动值为最低交流峰值电压的10，按照下面的步骤计算滤波电容输入电压的有效值220V20即176V264V输入交流电压的峰值249V373V整流滤波后直流电压的最大脉动值24910249V整流后输出电压的范围2241V373V在电网频率最低的时候，每个周期中滤波电容CIN提供饿能量约为WIN5焦公式32FPIN5084每半个周期输入滤波电容所提供的能量为CINBVLINEMINV2INMIN公式2IN1233可得输入滤波电容的容量为CIN423UF公式34MIN2IN2VLEW2495开关电源中，整流桥、开关管的电压、电流值快速上升或下降，电感电压、电容的电流也迅速变化，这些都构成了电磁干扰源。可能对使用同一电源工作的其它电子设备造成干扰或破坏，所以在交流进线端要加EMI滤波器。电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。交流输入220V时，整流采用桥式整流电路。如果将JTI跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏，也可能造成高频变压器磁芯饱和损坏功率器件，造成高压电解电容使用寿命降低等。所以在整流桥前加入由电阻R1和继电器K1组成的输入软启动电路。342半桥式功率变换器该电源采用半桥式变换电路，其工作频率50KHZ，在初级一侧的主要部分是Q1和Q2功率管及C3和C4电容器。Q1和Q2交替导通、截止，在高频变压器初级绕组N1两端产生一幅值为U1/2的正负方波脉冲电压。能量通过变压器传递到输出端，Q1和Q2采用IRFP460功率MOS管。343功率变压器的设计变压器的设计参数相互依存、相互制约，因此在设计中要进行合理的折衷，以达到优化设计。设计任何一种变压器中都会面临一组应关心的制约因素因素之一是次级绕组在规定的调整率范围内能传递给负载的输出功率PO（工作电压乘以所需最大的电流），因素之二是最高的工作频率，它决定于变压器能允许的最大功率损耗，因素之三是确定当变压器在特定温度环境应用时刻允许的最大升温，因素之四是变压器的体积和质量，尤其是航天应用领域，因为在航天飞行器的电子设备设计中一个重要目标是使重量最小，因素之五是成本，这始终是一个应重要考虑的因素。高频变压器设计一般采用面积乘积法，这种设计方法的主要步骤为确定几个必要的参数高频变压器的工作频率F；所用磁芯材料和额定磁通密度B；导线的电流J；工作频率对电源的体积、重量及电路特性影响很大。工作频率高，输出滤波电感和电容体积减小，但开关损耗增高，热量增大，散热器体积加大。因此根据元器件及性价比等因素，将电源工作频率进行优化设计，本例为FS50KHZ。T1/FS1/50KHZ20S公式351确定磁芯规格尺寸首先计算铁芯窗口面积和铁芯截面面积乘积。由于直流输出电流较大，为了减小高频整流电路的损耗，高频变压器采用副边中心抽头的形式，所以其视在功率的计算须对复变的输出功率加以调整，即为副边输出功率的2倍。铁芯窗口面积和铁芯截面面积乘积可由式AWAE公式36FBJKIVO21式中AW窗口面积；AE铁芯截面积；KF波形系数，方波为4；KO窗口利用系数，KO0204V1I1输入功率；V2I2输出功率根据AWAE面积乘积查磁芯结构与数据书册来确定铁芯的具体几何尺寸。本论文选择LP3系列EE85A，BMAX155MT,AW7892MM2,AC714MM2,变压器工作频率为50KHZ,导线电流密度去4A/MM2。2计算原副边绕组匝数绕组匝数计算公式N公式37KFAEBUNS342公式38FAEBUO45106741035式中NS变压器副边绕组匝数取为4；UO开关电源输出的最高直流电压变压器原边匝数的计算公式如下NP1188公式39UOPNSMAX50297式中NP变压器原边匝数；UP变压器原边电压额定值；MAX变压器最大占空比，考虑到移相控制的特点和占空比丢失，取50。3选定导线线径在选用绕组的导线线径时，要考虑导线的集肤效应，一般要求导线线径小于两倍穿透深度，而穿透深度由式决定公式310WUR2式中为角频率，2FS；为导线的磁导率，对于铜线相对磁导率R1，则R4107H/M；为铜的电导率，58106M；穿透深度的单位为M。变压器工作频率50KHZ，在此频率下铜导线的穿透深度为02956MM，因此绕组线径必须是直径小于059MM的铜线。另外考虑到铜线电流密度一般取36A/MM2，故这里选用056MM的漆包线8股并联绕制初级共12匝，次级选用厚015MM扁铜带绕制4匝。344输出整流滤波电路的设计开关电源在半桥式变换器之后，再经高频变压器隔离降压，而后经过后级得输出整流滤波电路，才可以得到高质量的直流电压，所以输出部分的整流和滤波电路也是很重要的环节。在整流二极管的选择上，二极管的种类多种多样，分为普通二极管、快速二极管、超快恢复二极管和肖特基二极管等。开关电源的输出整流二极管要求具有正向压降低、恢复速度快和输出功率大等特点。普通二极管恢复速度慢不适合应用，肖特基二极管恢复速度快，但是耐压较低，只能用于功率较小的场合，快速和超快速恢复二极管反向击穿电压高，特性适合输出功率大开关电源的整流。在不考虑整流电路谐振尖峰电压的情况下，整流二极管承受的最大反向电压为U2387V公式311NPSUMAX2124358考虑尖峰电压时，所选二极管的耐压还要有152倍的裕量，那么所选二极管的耐压应在35814774V，因此可以选耐压600V的二极管。二极管的额定电流的选取主要根据开关电源输出的最大电流和滤波电路的结构来决定，设计输出最大电流为4A，若要求滤波电感中的电流波动小于额定电流的20，则二级管中的最大电流为11444A。若最大占空比按照50计算，每个二极管的平均电流为4425011A。由此可以选出合适的二极管，本设计选用MUR3060二极管。其主要参数如下反向耐压VRRM600V正向平均电流IFAVM30A，可见该二极管的耐压值和电流裕量是足够的。经快速恢复二极管整流后得到的频率为2F的高频方波电流，用LC滤波电路后可得到文波极小的高品质直流。开关电源中的滤波电容要选用开关电源专用电容，滤波电容的大小对输出直流电压的文波大小有决定性作用，高品质的开关电源要求输出电压文波VOPP很小，这里选用CF等于1000UF。345辅助电源的设计辅助电源采用RCC变换器（RINGINGCHOKECONVERTER），见图36,其输入电压为交流220V整流滤波电压，输出直流电压为5V，输出直流电流为03A，输入电压越低、输出电流越大，振荡频率越低。由此，本设计中取振荡频率为50KHZ，此时晶体管的占空比是04。1变压器电感及匝数的计算变压器的初级绕组的电流为三角锯齿状，因此电流V的峰值是输入PN1I1PI电流平均值的倍。设功率装换效率为075，则有2D公式311线圈的电感为PNPL公式（312）由输出电压5V，则次级线圈电压OV50757VSVOF由变压器的伏秒平衡可以得到公式（313）从而得到匝数比为公式（312NPSMININVD15047614）由于磁通变化只处在BH曲线的一侧，由以下公式可确定所选择的RCC方式变压器的匝数公式（315）由于动作频率较低且输出功率很低，故采用的磁芯为TDK生产的材质为的EI22。3SH所选定二次线圈的匝数为SN取4匝公式（316）所选定的一次线圈匝数为PN417547016取71匝12S公式（317）设最低输入电压6V，则求得基极绕组匝数为BVBN取3匝67128450N2变压器间隙的计算下面计算变压器的间隙。本例中磁芯是材质为的EI22，则磁路的3SH总间隙为GL公式（318）实际的间隙纸板厚度为的一半，即为0006MM。GL3其他参数设定初级绕组的RC缓冲电路中，根据经验取R20K，而RC放电常数应该小于关RCT断时间的十分之一。因此有公式（310621RCOFTU19）则求得电容C为最后取47PF63120RCTPF公式（320）起动电阻的选择与起动电流有关，而起动电流最低有025MA就足够了。GI因此起动电阻为GR公式（315062INMGVRKIMA21）基极电阻与变压器线圈之间连接的电容器的目的是加速的基极电流，BB1C1RT改善电流的起动特性。该电路中，采用00047U的薄膜电容器。图36辅助电源原理图346驱动电路驱动电路如图37所示。TL494输出50KHZ的脉冲信号，通过高频脉冲变压器耦合去驱动功率MOS管。次级脉冲电压为正时，MOS管导通，在此期间Q2截止，由其构成的泄放电路不工作。当次级脉冲电压为零时，则Q2导通，快速泄放MOS管栅级电荷，加速MOS管截止。R5是用于抑制驱动脉冲的尖峰，R7、D3、R8可以加速驱动并防止驱动脉冲产生振荡。D2和与它相连的脉冲变压器绕组共同构成去磁电路。图37驱动电路原理图347风扇风速控制电路风扇风速控制电路见图5。利用二极管正向管压降随温度升高而呈下降趋势的特性，将D9、D10做为散热器温度采样器件。方法是将D1、D2两二极管紧靠在散热器上，当散热器随输出功率加大而温度升高时，运放正相输入端电平降低，输出低电平使三极管Q1开始导通，风机上电压升高，转速升高，最终到达最高转速。当负载较轻，使散热器温度低于50时，运放输出高电平，Q1不导通，辅助电源125V经电阻R6降压给风机供电，风机处于低速、低噪声运行状态。此电路可以提高风机工作寿命，增加电路可靠性，亦可在小负载情况下，减少风机带来的噪声。图38风扇风速控制电路348PWM控制电路控制电路采用通用脉宽调制器TL494，具有通用性和成本低等优点，输出电压经R14、R16、R17、R18进行分压采样，经R12阻抗匹配后送到TL494脚1。R17装在电源前面板上用于实现输出电压的调节。R13和C16将输出电感L1前信号采样，经R12送到TL494脚1，用于提高电源稳定度，消除L1对环路稳定性影响。349过流保护电路为增强电源可靠性，此电源采用初、次级两级过流保护。初级采用电流互感器T2检测初级变压器电流，检测出的电流信号经R18转为电压信号后，再经D6，C17整流滤波后，经过电位器R19分压，反相U1反相后加在Q3管基极。当初级电流超过正常时，反相器反转，Q3管导通，将VREF5V的高电平加在TL494脚DT上（脚DT为TL494死区控制脚、高电平关断），TL494关断。输出直流总线上过流保护，采用R9R8电阻做为采样电阻，当输出电流增加时脚IN2电平变低，当输出电流大于4A的105时，TL494的内部运放动作，脚FB电平升高，限制输出脉宽增加，电源处于限流状态。3410可调输出电压开关电源的电路图图39开关电源原