2 開關電源電路設計

　　2．1 功率因數校正電路

　　功率因數校正電路原理如圖4所示。電路中，電感L、功率MOS開關管Vo、二極管Do和電容Co組成Boost變換器。電阻分壓器RAc1和RAc2對輸入電壓波形取樣，獲得輸入電壓前饋信號，作為控制芯片UCC38050內部乘法器的一個輸入，與電源反饋信號一起生成電感電流參考信號。電阻Rzc將電感電流過零信號輸入芯片，以控制開關管零電流開通。電阻Rs1檢測開關管電流，輸出電壓經Ro1和Ro2分壓后反饋給芯片。這些信號輸入芯片后，經過UCC38050內部運算與控制，形成PWM控制信號，控制開關管通斷，使電流波形跟蹤電壓波形，實現功率因數校正。

　　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組成谷底探測電路，為控制芯片FA5531提供谷底檢測信號。光電耦合器N1次級將輸出電壓反饋信號輸入控制芯片。電路啟動后，FA5531輸出驅動信號使V1導通，V1電流上升，此電流由Rs檢測輸入到控制芯片的IS引腳，與由反饋輸入FB引腳的電壓決定的參考電壓進行比較，達到參考電壓時，V1關斷，變壓器繞組電壓反相，變壓器初級電感向次級負載饋送能量。當向次級饋送能量過程結束時，次級電流下降到零。變壓器漏感與開關管寄生電容Cd構成了諧振電路，變壓器輔助繞組感應此諧振電路的諧振電壓，并輸入到FA5531P的ZCD引腳。當次級電流下降到零時，諧振電路的諧振電壓迅速下降，輔助繞組的感應電壓也迅速下降，當ZCD引腳上的電壓降至谷底探測閾值時，FA5531P驅動輸出使V1重新導通。由于電阻RzcD、電容CzcD會引入延時，選擇合適的RzcD、CzcD值，就可實現V1零電壓開通。

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　　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SRSENSE直接取自高頻變壓器次級，R3是輸出電流取樣電阻，通過選擇合適的R3的阻值，可控制最大輸出電流。TEA1761T具有欠電壓鎖定和啟動功能，D2為TEA1761T提供電源，同時檢測輸出電壓，當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電路。當電壓低于8．1v時，則進入欠電壓鎖定狀態，驅動輸出保持低電平，光耦反饋輸出被封鎖。

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　　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，將開關電源次級輸出電壓與參考電壓的偏差反饋給初級的控制電路，調節隔離變換器功率開關占空比，穩定開關電源輸出電壓。7*31提供高精度基準電壓，分壓電阻對輸出電壓采樣，與基準電壓比較，其偏差被放大并改變光電耦合器輸出，實現反饋。用7*31取代復雜的誤差放大電路，簡化了反饋電路結構。

　　系統利用芯片具有多種保護功能，設計了過電壓保護、欠電壓鎖定、過電流保護、過熱保護等保護電路以提高系統的可靠性，具體電路從略。

　　3 測試結果

　　對所設計的開關電源樣機進行了測試，樣機額定輸出電壓24V，額定輸出電流3A。測試中負載電阻10Ω，當輸入電壓范圍90～265V內時，功率因數λ≥0．985，電源效率η≥91．5％，THD≤4．25％。表1是待機與輕載時的功耗測試結果。

　　4 結束語

　　在所設計開關電源中，所選用的芯片功耗低、功能強，所需外部元件少，簡化了電路結構。系統中綜合了多種先進的電源控制技術，從各個環節降低開關電源損耗，保持從輕載到滿載都具有高的系統效率。采用的兩級變換器分別有自己的控制環節，所以既能保持穩定的輸出電壓，又有良好的動態性能，可滿足對電源性能要求較高的應用場合，如用作各種自動測控儀器的電源。
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