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电源主电路的设计
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在主电路中采用了移相全桥软开关电路，如图1所示。
5 ^8 e m* U) ^. }( K" ohttp://zhuanti.rongsheng.net/UploadFiles_4662/200609/200691410426957.jpgic(600,400) name=img border=0> ?. v3 N3 q( a, j' p" n" o h; z
在此电路中，输入为AC220V电压，经过二极管整流桥把交流电变成直流电，为了消除此直流电压的脉动，在设计时采用了π型滤波电路。后接一个移相全桥软开关电路，使功率管实现零电压零电流开通和关断，将电路在工作时的功率损耗减至最小。输出为±23V/15A和±200V/0.8A，总功率P=2×23×15＋2×200×0.8=1010W，因此，也可以称此开关电源为大功率开关电源</A >。( z7 B9 ~# A, a7 w
变压器的设计是该电源的一个关键部分，而常规设计采用一大堆繁杂的公式进行推导，运算量较大，难免造成结果错误。鉴于此，本文采用图表的方法对原、副边进行设计，并考虑开关管导通压降等实际情况进行适当微调。该变压器的具体设计如下。$ p X7 A9 N, O. o; r3 O
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+ D& P( s# F) B" i* x2 E9 F- ? 式中：n1，n2为一、二次绕组的股数；! _" O, L, f( _" P5 c8 C8 c
电源全部毁掉。在这个开关电源中，我们采用了UC3846产生脉宽调制信号，用IR2110来驱动功率管，很好地避免了这个问题的发生。 : i$ g+ f8 B% Y) G8 b6 L2 u5 q
7 j* b+ d. K2 G3 K% s- h6 Shttp://zhuanti.rongsheng.net/UploadFiles_4662/200609/200691410428410.jpgic(600,400) name=img border=0>, \7 }9 e+ _% e# J+ A1 s$ }$ K. ]
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2 PWM产生电路 由于UC3846能同时产生两路PWM的输出，用一块UC3846就可以来驱动两块IR2110，这给设计带来了很大的方便，这样也可以满足体积小的要求。UC3846的引脚及PWM产生电路如图2所示。2 G' t% J# A7 |' z4 d7 P- ]
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图2中，UC3846的引脚13和15接40V电源，它所产生的PWM的频率用式（1）计算。7 R$ z, b" q k9 N3 x1 u% h
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4 a1 C L1 e# O* b _7 o# W; }
UC3846产生的PWM信号由引脚11和14输出来控制IR2110，由2块IR2110来产生4个功率管的驱动信号。5 L3 h' J9 t5 G. _9 j
电路的设计6 C; Y o. Z, G) k8 \1 B# Z8 k3 F
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IR2110采用14端DIP封装，引出端排列如图3所示。
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它的各引脚功能如下：2 f2 J2 G* B0 Q, {2 e
4 ~# D7 T8 {% e 脚1（LO）是低端通道输出；
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脚2（COM）是公共端；
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# o. a7 a6 \) k1 `6 h 脚3（Vss）是低端固定电源电压；7 ~0 f! h5 P8 |" ` A$ Y. B- |4 ^
0 V( q7 {3 {& d
脚5（Us）是高端浮置电源偏移电压；& ^4 V$ Q' W# |1 v' V1 q2 A ~
+ G- q; }. z2 r2 M" ~
脚6(UB)是高端浮置电源电压； 9 h) O }8 T5 I
* r& f. P4 Z+ M0 Vhttp://zhuanti.rongsheng.net/UploadFiles_4662/200609/200691410429905.jpgic(600,400) name=img border=0>
1 Z: r6 A) a. C; i D$ O5 g9 b3 a 脚7（HO）是高端输出；) R2 z2 p! a) S3 [' ?* G, {
; o6 ^* K- Z' C' b% u+ b: m: s 脚9（VDD）是逻辑电路电源电压；% e3 E+ I% L, V y! ^& q& u9 M2 C
5 p9 ?2 `, d9 {' j6 a
脚10（HIN）、脚11（SD）、脚12（LIN）均是逻辑输入；
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脚13（Vss）是逻辑电路地电位端外加电源电压，其值可以为0V；
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7 m- ^3 l& f; D( U, f$ I* | c 脚4、脚8、脚14均为空端。; _5 v( f! B' w8 o5 A. X' ?1 [
+ F) X- e/ A+ T U 它的功能原理图如图4所示。1 |% Y$ B; `4 T9 w2 ]# I2 E
和闩锁抗干扰CMOS工艺制作，具有独立的高端和低端输出通道；逻辑输入与标准的CMOS输出兼容；浮置电源采用自举电路，其工作电压可达500V，du/dt=±50V/ns，在15V下的静态功耗仅有1.6mW；输出的栅极驱动电压范围为10～20V，逻辑电源电压范围为5～15V，逻辑电源地电压偏移范围为－5V～＋5V。IR2110采用CMOS施密特触发输入，两路具有滞后欠压锁定。推挽式驱动输出峰值电流≥2A，负载为1000pF时，开关时间典型值为25ns。两路匹配传输导通延时为120ns，关断延时为94ns。IR2110的脚10可以承受2A的反向电流。
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图5给出了IR2110在本设计中驱动全桥电路功率管的电路。IR2110的开通与关断传输延迟时间是接近匹配的（失配时间不大于10ns），开通传输延迟时间比关断传输延迟时间长25ns，这就保证了功率管在工作时不会发生重叠导通，为了更加安全起见，可在功率管的栅极上加一电阻与二极管网络（如图5中所示），这些电阻、二极管网络可进一步延迟功率管的导通而对其关断没有影响，这就相当于增加了死区时间。& W6 |! r; V5 G% A- J1 K
" i; A5 W/ T) c6 ehttp://zhuanti.rongsheng.net/UploadFiles_4662/200609/200691410430533.jpgic(600,400) name=img border=0>
( @& O4 i, z$ `' d% e: S0 s# U3 I5 n( Q) q6 R
dp，dz为一、二次绕组的线径；+ @& P: S: f3 L* p
7 ^- v# q' G. |' B' Z! { t S0K0为磁芯窗口使用面积；
* T$ p0 i3 B( N! P3 q* L' [$ u$ ~) U% R3 K+ t0 A8 t+ e
Np，Nz为一、二次绕组的匝数。 r9 W8 o0 ]- z! o9 h0 A
# p. E% G# P! r( A3 s8 xhttp://zhuanti.rongsheng.net/UploadFiles_4662/200609/200691410428876.jpgic(600,400) name=img border=0>
7 A' Q: A# U8 F1 a
" h) j+ q; i* S/ D/ D U1为输入直流电压；# X4 J# {# O' |, L" g
! K4 z F t0 y( v7 S U1r为整流管压降；3 n2 a3 g: n+ O
/ R3 A ~2 J) t, [) C$ v9 K$ [2 o4 z U1T为每匝电压值；
5 z4 K2 u- t5 `; a/ F4 ~, {; e, E$ x! d& v. ~
D为占空比，本设计D为0.6。
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变压器的工作频率选100kHz，绕组的线径可以选为0.5mm。根据计算，变压器磁芯选EI－50型铁氧体磁芯，查电子变压器手册可知窗口使用面积为48.97mm2，每匝电压值为8.044V/匝。由此可得原边匝数为29匝，副边分别为6匝和45匝，经过实际的调试，最终确定为原边29匝，副边分别为5匝和44匝。在这种情况下，该开关电源运行良好。
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应用全桥电路，要特别注意上下两个功率管的直通问题，如果出现直通，功率管将烧毁，甚至整个1 E2 M2 c1 C& V. R, f8 k- j+ [
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发表于 2008-8-10 23:40:07