1.機(jī)電設(shè)備中開(kāi)關(guān)電源的工作原理

1.1 原理簡(jiǎn)介

在節(jié)電設(shè)備的開(kāi)關(guān)電源中，開(kāi)關(guān)元件主要是利用電子技術(shù)通過(guò)半導(dǎo)體等相關(guān)的元器件對(duì)開(kāi)關(guān)的打開(kāi)以及關(guān)閉進(jìn)行控制，從而有效的保證電壓能夠穩(wěn)定的輸出。通過(guò)開(kāi)關(guān)電源能夠使得晶體管能夠?qū)崿F(xiàn)接通與關(guān)閉，晶體管導(dǎo)通的情況下，電壓比較低，電流比較大;晶體管關(guān)閉時(shí)，電壓比較高，電流比較小。半導(dǎo)體元件中電壓與電流的成績(jī)就是該元件的損耗量，所以說(shuō)此類開(kāi)關(guān)電源能夠在損耗比較低的情況下能夠提供多種直流電源。

在PWM工作的時(shí)候其首先是將輸入電流的電壓進(jìn)行斬波，從而將其轉(zhuǎn)換為與輸入電壓幅值相同的脈沖電壓。對(duì)于機(jī)電設(shè)備開(kāi)關(guān)電源的調(diào)節(jié)主要是通過(guò)脈沖的占空比進(jìn)行控制的，通過(guò)PWM將其斬波為交流方波之后，就可以通過(guò)變壓器等設(shè)備對(duì)幅值進(jìn)行控制。想增加電壓的組數(shù)，只需對(duì)變壓器的繞組數(shù)目的增加就可以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)整流濾波的作用，就能夠獲得我們所需要的直流電壓。

在對(duì)機(jī)電設(shè)備開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)中，輸入能夠從母線出獲取，這是對(duì)于變頻器的特點(diǎn)進(jìn)行分析得出的結(jié)論。在開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)中主要包括以下幾個(gè)方面：輸入電路、功率因數(shù)的校正以及轉(zhuǎn)換、輸出電路和頻率振蕩器等部分。

若想實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換主要是靠高頻的電子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)數(shù)據(jù)分析可知若接通占空比的高地決定著負(fù)載電壓的高地。

1.2 UC3842的反激式原理簡(jiǎn)介

對(duì)開(kāi)關(guān)電源的分類通常有反激式變換器以及正激式變換器兩種，在本文中筆者將對(duì)反激式變壓器進(jìn)行著重討論。反激式變換器主要指的是變壓器的初級(jí)性與次級(jí)性時(shí)不同的，而正激式變換器則與之相反。

對(duì)于反激式變換器的工作原理介紹：在打開(kāi)的時(shí)候，Q1為導(dǎo)通的狀態(tài)，在LP的兩側(cè)對(duì)其加以電壓U0,此時(shí)的電流就會(huì)呈線性增加的方式進(jìn)行升高，反激式變換器則進(jìn)行儲(chǔ)能作用;反激式變換器的此時(shí)的電壓為N0/N2與Vm以及D的乘積，在這個(gè)時(shí)候位于L5兩側(cè)的電壓上方的為負(fù)電壓，下方的為正電壓，但是D0由于反偏的作用就會(huì)停止。在其關(guān)閉的時(shí)候，Q1處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)其中的電流為0,但是在原邊中的電壓的極性則呈反向，相應(yīng)的副邊電壓也會(huì)發(fā)生調(diào)換，這時(shí)候之前所儲(chǔ)存在變壓器中的磁能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓M(jìn)行釋放。

對(duì)于單端的反激式變換器來(lái)說(shuō)，在其開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的時(shí)候能夠進(jìn)行電能的儲(chǔ)存，在將開(kāi)關(guān)關(guān)閉的時(shí)候能夠?qū)⒅八鶅?chǔ)存的電能進(jìn)行釋放，所以說(shuō)高頻變壓器不僅具有變壓、隔離的作用，同時(shí)還是一種能夠進(jìn)行能力儲(chǔ)存的元件。

2.關(guān)于開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

2.1 所選用的器件介紹

通過(guò)UC3842能夠產(chǎn)生PWM波形，能夠?qū)﹄娏鞣绞竭M(jìn)行很好的控制。在這種電路中不但具有振蕩器，而且具有能夠?yàn)闇囟妊a(bǔ)償提供參考等作用，若想有效的驅(qū)動(dòng)MOSFET,就必須選用大電流圖騰柱輸出。

在UC3842中，首先要在其引腳的電路的1腳要求與定時(shí)電阻和電容之間進(jìn)行連接，其作用是控制震蕩頻率;2腳與阻容元件之間進(jìn)行連接，其主要作用就是對(duì)誤差放大器的頻率進(jìn)行補(bǔ)償;其3腳要與反饋電壓的輸入端之間進(jìn)行連接，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)其電壓轉(zhuǎn)向反響輸入端的功能;與4腳進(jìn)行連接的則是電流的檢測(cè)輸入端;;7腳的作用為基準(zhǔn)的電壓輸出。

在TL431電路中的電壓基準(zhǔn)與齊納管的運(yùn)行為同種原理，利用外部電阻能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其電壓編程為40V,通常將其坎作為能夠維持電壓穩(wěn)定的二極管，在其兩端的輸出電壓主要是由它外部所連接的電阻所決定的。當(dāng)TL431的輸出電壓提高的時(shí)候，就會(huì)使得其中的晶體管VT能夠?qū)?，其輸出電壓相?yīng)的就會(huì)降低。

由于在開(kāi)關(guān)電源的輸入端的電源大多都是從直流的母線中所取得的，在反激變換功率關(guān)斷的時(shí)候就會(huì)使得電壓出現(xiàn)頂峰，為了對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)就必須對(duì)其采取相應(yīng)的措施以抑制。通過(guò)RCD能夠有效的緩解存在于元器件兩側(cè)的過(guò)電壓。通過(guò)RCD電路的設(shè)計(jì)，根據(jù)楞次定律的相關(guān)知識(shí)可以知道，當(dāng)關(guān)斷MOS的時(shí)候，能夠在變壓器的原邊中形成一個(gè)非常高的瞬時(shí)電壓，由此可見(jiàn)在設(shè)計(jì)選擇MOS的時(shí)候要保證其能夠承受的電壓在實(shí)際電路輸入電壓的1.5倍以上。

2.2 關(guān)于電路

在機(jī)電設(shè)備的開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于功率開(kāi)關(guān)管的控制以及IC的控制，其電源的供給主要是通過(guò)直流母線，之后再設(shè)計(jì)各種電壓的開(kāi)關(guān)電源。在本文中筆者將對(duì)10V的開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行闡述，向大家講解機(jī)械設(shè)備的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。

UC3842這種芯片能夠很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)電流控制的功能，這種芯片主要是通過(guò)對(duì)頻率的調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的有效控制。在其工作的狀態(tài)中在濾波器的作用下，能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)的噪音以及諧波等進(jìn)行濾除。交流電壓之間形成一個(gè)能夠抗串膜的干擾電路，主要就是為了能夠?qū)υ肼晫?shí)現(xiàn)其抑制的作用。

電路中的交流電源能夠在經(jīng)其處理之后進(jìn)去到整流器之中，從而獲得我們所需要的電壓。也就是說(shuō)通過(guò)濾波電容的輸入將輸入電壓中所存在的一些干擾因素進(jìn)行去除，從而得到一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。