淺談開關電源的合理設計技術
1 開關電源的分類
開關電源分為，隔離與非隔離兩種形式，在這里主要談一談隔離式開關電源的(de)拓撲(pu)形式(shi)，在下文中(zhong)，非特(te)別說(shuo)明，均指(zhi)(zhi)隔離電(dian)源。隔離電(dian)源按照結構(gou)形式(shi)不同(tong)，可(ke)分(fen)為(wei)兩大類：正(zheng)激(ji)(ji)式(shi)和(he)反激(ji)(ji)式(shi)。反激(ji)(ji)式(shi)指(zhi)(zhi)在變(bian)壓(ya)(ya)器原邊(bian)導通時(shi)副邊(bian)截止，變(bian)壓(ya)(ya)器儲能。原邊(bian)截止時(shi)，副邊(bian)導通，能量(liang)釋放到負載的(de)工(gong)作狀態，一般(ban)常規反激(ji)(ji)式(shi)電(dian)源單管 多，雙(shuang)管的(de)不常見。正(zheng)激(ji)(ji)式(shi)指(zhi)(zhi)在變(bian)壓(ya)(ya)器原邊(bian)導通同(tong)時(shi)副邊(bian)感(gan)應出對應電(dian)壓(ya)(ya)輸出到負載，能量(liang)通過變(bian)壓(ya)(ya)器直接傳(chuan)遞。按規格又可(ke)分(fen)為(wei)常規正(zheng)激(ji)(ji)，包括單管正(zheng)激(ji)(ji)，雙(shuang)管正(zheng) 激(ji)(ji)。半橋(qiao)、橋(qiao)式(shi)電(dian)路(lu)(lu)都屬(shu)于正(zheng)激(ji)(ji)電(dian)路(lu)(lu)。
正激和反(fan)激電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)各有其特點(dian)，在(zai)設計(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的過(guo)程中為達(da)到(dao)最優性價比，可(ke)(ke)(ke)以靈活運(yun)用。一(yi)(yi)般在(zai)小功率(lv)場合可(ke)(ke)(ke)選用反(fan)激式。稍(shao)微大(da)一(yi)(yi)些可(ke)(ke)(ke)采用單管(guan)(guan)正激電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，中等(deng)功 率(lv)可(ke)(ke)(ke)采用雙管(guan)(guan)正激電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)或半(ban)橋(qiao)(qiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，低(di)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)時采用推挽(wan)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，與半(ban)橋(qiao)(qiao)工作狀態相同(tong)。大(da)功率(lv)輸出，一(yi)(yi)般采用橋(qiao)(qiao)式電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，低(di)壓(ya)也可(ke)(ke)(ke)采用推挽(wan)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。
反(fan)(fan)激(ji)式(shi)電源因其(qi)結構簡單(dan)，省掉了一個和變(bian)壓(ya)器體積大小差(cha)不多(duo)的(de)電感，而(er)在中(zhong)小功率電源中(zhong)得到(dao)廣泛的(de)應用。在有(you)些介紹(shao)中(zhong)講到(dao)反(fan)(fan)激(ji)式(shi)電源功率只能(neng)(neng)做(zuo)到(dao)幾(ji)十(shi)瓦， 輸(shu)出(chu)功率超過(guo)100瓦就(jiu)沒有(you)優勢，實現起(qi)來有(you)難度。本人認為一般情況下是這樣的(de)，但也(ye)不能(neng)(neng)一概而(er)論，PI公司(si)的(de)TOP芯(xin)片(pian)就(jiu)可做(zuo)到(dao)300瓦，有(you)文(wen)章介紹(shao)反(fan)(fan) 激(ji)電源可做(zuo)到(dao)上千瓦，但沒見過(guo)實物。輸(shu)出(chu)功率大小與輸(shu)出(chu)電壓(ya)高低(di)有(you)關。
反(fan)激電(dian)源變(bian)壓器(qi)漏感是一個非常關鍵的(de)(de)參數，由于反(fan)激電(dian)源需要(yao)(yao)(yao)變(bian)壓器(qi)儲(chu)存(cun)能量，要(yao)(yao)(yao)使變(bian)壓器(qi)鐵芯(xin)得(de)到充分利用，一般(ban)都(dou)要(yao)(yao)(yao)在磁(ci)(ci)(ci)(ci)路中(zhong)開(kai)氣隙，其目的(de)(de)是改變(bian)鐵芯(xin)磁(ci)(ci)(ci)(ci)滯(zhi)回線的(de)(de)斜率(lv)，使變(bian)壓器(qi)能夠承受大(da)的(de)(de)脈沖電(dian)流沖擊，而不至(zhi)于鐵芯(xin)進入飽(bao)和非線形狀(zhuang) 態(tai)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)路中(zhong)氣隙處于高(gao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)阻(zu)狀(zhuang)態(tai)，在磁(ci)(ci)(ci)(ci)路中(zhong)產生漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)遠(yuan)大(da)于完全閉合磁(ci)(ci)(ci)(ci)路。
脈沖電壓連線盡可能短，其中輸入開關管到變壓器連線，輸出變壓器到整流管連接 線。脈沖電流環路盡可能小如輸入濾波電容正到變壓器到開關管返回電容負。輸出部分變壓器出端到整流管到輸出電感到輸出電容返回變壓器電路中X電容要盡量接 近開關電源輸入端(duan)(duan)，輸入線應(ying)避(bi)免(mian)與其(qi)他電(dian)路(lu)平行(xing)，應(ying)避(bi)開。 Y電(dian)容應(ying)放置在(zai)機(ji)殼接(jie)地端(duan)(duan)子或FG連接(jie)端(duan)(duan)。共(gong)摸電(dian)感應(ying)與變壓器保持一定距(ju)離，以(yi)避(bi)免(mian)磁偶合(he)。
輸出電容一般可采用兩只一只靠近整流管另一只應靠近輸出端子，可影響電源輸出紋波指標，兩只小容量電容并聯效果應優于用一只大容量電容。發熱器件要和電解 電容保持一定距離，以延長整機壽命，電解電容是開關電源壽命的(de)瓶勁，如(ru)變壓器(qi)、功率管、大功率電(dian)阻要和電(dian)解保持距離，電(dian)解之間也須(xu)留出散熱空間，條件允許可將其(qi)放置在進風口(kou)。
2 PCB布線的一(yi)些原則(ze)
印制(zhi)板(ban)設計時(shi)，要考慮到(dao)干擾對(dui)系統的影響，將(jiang)電(dian)路(lu)的模(mo)擬部(bu)(bu)分(fen)(fen)和(he)數(shu)字部(bu)(bu)分(fen)(fen)的電(dian)路(lu)嚴格分(fen)(fen)開(kai)，對(dui)核心電(dian)路(lu)重點防護，將(jiang)系統地(di)線(xian)環繞，并布線(xian)盡可能粗，電(dian)源增加(jia)濾波電(dian)路(lu)，采用DC-DC隔(ge)離(li)，信號采用光電(dian)隔(ge)離(li)，設計隔(ge)離(li)電(dian)源，分(fen)(fen)析容易(yi)產生干擾的部(bu)(bu)分(fen)(fen)(如時(shi)鐘電(dian)路(lu)、通訊電(dian)路(lu)等)和(he)容易(yi)被干擾的部(bu)(bu)分(fen)(fen)(如模(mo)擬采樣電(dian)路(lu)等)，對(dui)這兩種類(lei)型的電(dian)路(lu)分(fen)(fen)別(bie)采取(qu)措(cuo)施。對(dui)于干擾元件(jian)(jian)采取(qu)抑制(zhi)措(cuo)施，對(dui)敏感(gan)元件(jian)(jian)采取(qu)隔(ge)離(li)和(he)保護措(cuo)施，并且將(jiang)它們在(zai)(zai)空間和(he)電(dian)氣上拉開(kai)距離(li)。在(zai)(zai)板(ban)級設計時(shi)，還(huan)要注意元器件(jian)(jian)放置要遠離(li)印制(zhi)板(ban)邊沿，這對(dui)防護空氣放電(dian)是(shi)有利(li)的。樣電(dian)路(lu)的原理圖設計參見圖1。
圖1 開關電源樣電路的原理圖設計
隨著印制線路板制造工藝的不斷完善和提高，一般加工廠制造出線間距等于甚至小于0.1mm已經不存在什么問題，完全能夠滿足大多數應用場合。考慮到開關電源所(suo)采用的元器件及生(sheng)產工藝，一般雙面板最(zui)小線(xian)(xian)間距設(she)為0.3mm，單面板最(zui)小線(xian)(xian)間距設(she)為0.5mm，焊(han)盤(pan)與(yu)焊(han)盤(pan)、焊(han)盤(pan)與(yu)過(guo)孔或過(guo)孔與(yu)過(guo)孔，最(zui)小間距設(she)為0.5mm，可(ke)避免(mian)在焊(han)接(jie)操作過(guo)程中出現“橋接(jie)”現象。，這樣(yang)大多數制(zhi)板廠都能夠(gou)很(hen)輕松滿足生(sheng)產要(yao)求，并可(ke)以把成(cheng)品率控制(zhi)得非常(chang)高，亦(yi)可(ke)實現合理的布(bu)線(xian)(xian)密度及有一個較經濟的成(cheng)本。
最小線(xian)間(jian)(jian)距(ju)只(zhi)適合信號控制電(dian)路和電(dian)壓(ya)(ya)低于63V的低壓(ya)(ya)電(dian)路，當(dang)線(xian)間(jian)(jian)電(dian)壓(ya)(ya)大于該值時一(yi)般可按照500V/1mm經驗值取線(xian)間(jian)(jian)距(ju)。
方法(fa)(fa)一(yi)：上文提到的線路板開槽的方法(fa)(fa)適用于一(yi)些(xie)間距不(bu)夠的場合，順便提一(yi)下，該法(fa)(fa)也(ye)常用來作為保護放電(dian)間隙，常見于電(dian)視機(ji)顯(xian)象管尾板和電(dian)源交(jiao)流輸入處。該法(fa)(fa)在模塊電(dian)源中得到了(le)廣泛的應用，在灌封(feng)的條件下可獲得很(hen)好的效果。
方法二(er)：墊(dian)絕緣(yuan)紙(zhi)，可采用青殼紙(zhi)、聚脂(zhi)膜(mo)、聚四氟乙(yi)烯(xi)定向(xiang)膜(mo)等絕緣(yuan)材料。一(yi)般通用電(dian)源用青殼紙(zhi)或聚脂(zhi)膜(mo)墊(dian)在(zai)線(xian)路板于(yu)金屬機殼間，這(zhe)種材料有(you)機械(xie)強度高(gao)，有(you)一(yi)定抗(kang)潮濕的能(neng)力(li)。聚四氟乙(yi)烯(xi)定向(xiang)膜(mo)由于(yu)具有(you)耐(nai)高(gao)溫的特性在(zai)模塊電(dian)源中得到廣泛的應用。在(zai)元件和周(zhou)圍導(dao)體間也可墊(dian)絕緣(yuan)薄膜(mo)來(lai)提高(gao)絕緣(yuan)抗(kang)電(dian)性能(neng)。
鋁基板由(you)其本身構(gou)造，具有以(yi)下特點(dian)：導熱性能非常優良、單面縛銅(tong)、器件只能放置在縛銅(tong)面、不(bu)能開電(dian)器連線孔所以(yi)不(bu)能按照單面板那樣放置跳線。
鋁基(ji)板(ban)(ban)(ban)上一般都放置貼(tie)片器件，開關(guan)管(guan)，輸出整流(liu)管(guan)通(tong)過基(ji)板(ban)(ban)(ban)把熱量傳導出去，熱阻很低，可(ke)取得較高可(ke)靠性(xing)。變(bian)壓器采用(yong)平面貼(tie)片結構(gou)，也可(ke)通(tong)過基(ji)板(ban)(ban)(ban)散熱，其溫 升比(bi)常規要低，同(tong)樣規格變(bian)壓器采用(yong)鋁基(ji)板(ban)(ban)(ban)結構(gou)可(ke)得到較大的輸出功率。鋁基(ji)板(ban)(ban)(ban)跳線可(ke)以采用(yong)搭橋(qiao)的方式處理。鋁基(ji)板(ban)(ban)(ban)電源一般由由兩塊(kuai)印制板(ban)(ban)(ban)組成，另(ling)外一塊(kuai)板(ban)(ban)(ban)放 置控制電路，兩塊(kuai)板(ban)(ban)(ban)之間(jian)通(tong)過物理連接(jie)合成一體。
由于(yu)鋁基(ji)板(ban)優良(liang)的(de)導熱性，在小量手工焊(han)(han)(han)接時(shi)比(bi)較困難，焊(han)(han)(han)料冷(leng)卻過(guo)快，容易(yi)出(chu)現問題現有一(yi)(yi)(yi)個簡單(dan)實(shi)用的(de)方法，將(jiang)一(yi)(yi)(yi)個燙衣服的(de)普通電熨斗(dou)(最好有調(diao)溫(wen)功(gong)能(neng))， 翻過(guo)來，熨燙面(mian)向上，固定(ding)好，溫(wen)度(du)調(diao)到150℃左(zuo)右(you)，把鋁基(ji)板(ban)放在熨斗(dou)上面(mian)，加溫(wen)一(yi)(yi)(yi)段(duan)時(shi)間，然后(hou)按照(zhao)常規方法將(jiang)元(yuan)件貼上并焊(han)(han)(han)接，熨斗(dou)溫(wen)度(du)以器(qi)件易(yi)于(yu)焊(han)(han)(han)接為(wei) 宜，太高有可能(neng)時(shi)器(qi)件損壞，甚(shen)至鋁基(ji)板(ban)銅皮(pi)剝(bo)離，溫(wen)度(du)太低焊(han)(han)(han)接效果不好，要靈活掌握。
3 印制板銅皮走線的一些事項
走線電流密度：現在多數電子線路采用絕緣板縛銅構成。常用線路板銅皮厚度為35μm，走線可按照1A/mm經驗值取電流密度值，具體計算可參見教科書。為 保證走線機械強度原則線寬應大于或等于0.3mm。銅皮厚度為70μm 線路板也常見于開關電源，那么電流(liu)密度可更高(gao)些。
模(mo)塊(kuai)電(dian)源行列也有部分產品采(cai)用多層板，主要(yao)便于(yu)集成變壓(ya)器(qi)(qi)電(dian)感等功率器(qi)(qi)件(jian)，優(you)化(hua)接線、功率管散熱等。具有工(gong)藝美觀一致性好(hao)，變壓(ya)器(qi)(qi)散熱好(hao)的優(you)點，但(dan)其缺點是成本較高，靈(ling)活性較差(cha)，僅適合(he)于(yu)工(gong)業化(hua)大規模(mo)生(sheng)產。
單面板，市場流通通用開關電源幾乎都采用(yong)了(le)單(dan)面線(xian)路板，其(qi)(qi)具有低成本(ben)的優(you)勢，在(zai)設計(ji)，及生產工藝(yi)上采取一些措施亦可確保(bao)其(qi)(qi)性能。
為保證(zheng)(zheng)(zheng)良好的(de)焊(han)接機械結(jie)構性能(neng)，單面板(ban)(ban)焊(han)盤應稍(shao)微大(da)一些，以確保銅皮和基板(ban)(ban)的(de)良好縛著力(li)，而(er)不(bu)至于受(shou)到震動時(shi)銅皮剝離、斷(duan)脫(tuo)。一般(ban)焊(han)環(huan)寬度應大(da)于 0.3mm。焊(han)盤孔(kong)(kong)直徑(jing)應略大(da)于器(qi)件(jian)引腳(jiao)直徑(jing)，但不(bu)宜過大(da)，保證(zheng)(zheng)(zheng)管(guan)腳(jiao)與焊(han)盤間由焊(han)錫連接距(ju)離最(zui)短，盤孔(kong)(kong)大(da)小(xiao)以不(bu)妨(fang)礙正常查(cha)件(jian)為度，焊(han)盤孔(kong)(kong)直徑(jing)一般(ban)大(da)于管(guan)腳(jiao) 直徑(jing)0.1-0.2mm。多引腳(jiao)器(qi)件(jian)為保證(zheng)(zheng)(zheng)順利查(cha)件(jian)，也可更大(da)一些。
單面板上元器件應緊貼線路(lu)板。需要架空散(san)熱的(de)器件，要在器件與線路(lu)板之(zhi)間(jian)的(de)管(guan)(guan)腳上加(jia)套管(guan)(guan)，可(ke)(ke)起(qi)到(dao)支(zhi)(zhi)撐器件和增加(jia)絕緣的(de)雙重(zhong)作用，要最大(da)(da)限度減少(shao)或避免外力(li) 沖擊(ji)對焊(han)盤與管(guan)(guan)腳連(lian)接處(chu)造成(cheng)的(de)影響，增強(qiang)焊(han)接的(de)牢固性(xing)。線路(lu)板上重(zhong)量較大(da)(da)的(de)部件可(ke)(ke)增加(jia)支(zhi)(zhi)撐連(lian)接點，可(ke)(ke)加(jia)強(qiang)與線路(lu)板間(jian)連(lian)接強(qiang)度，如變壓器，功率器件散(san)熱器。
雙面板焊(han)(han)(han)盤(pan)由于孔已作金屬化處理強度較高，焊(han)(han)(han)環可(ke)比(bi)單面板小一些，焊(han)(han)(han)盤(pan)孔孔徑(jing)可(ke) 比(bi)管腳直徑(jing)略微大(da)一些，因(yin)為在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程中有(you)利于焊(han)(han)(han)錫溶液(ye)通(tong)過(guo)焊(han)(han)(han)孔滲透到頂層焊(han)(han)(han)盤(pan)，以(yi)增加焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)可(ke)靠性。
4 大電流走線的處理
線寬可按照前(qian)帖處理(li)，如寬度不夠，一(yi)般可采(cai)用在走(zou)線上鍍錫增加厚度進行解決，其方法有好多種(zhong)。
a 將走(zou)線(xian)(xian)設置成(cheng)焊盤屬性，這樣在線(xian)(xian)路板制造時該走(zou)線(xian)(xian)不會被阻焊劑覆蓋，熱風(feng)整平時會被鍍(du)上錫。
b 在布線處放(fang)置焊(han)盤，將該焊(han)盤設(she)置成需要(yao)走線的形狀(zhuang)，要(yao)注意把(ba)焊(han)盤孔設(she)置為零。
c 在(zai)阻焊層(ceng)放(fang)置(zhi)線，此(ci)方法最(zui)靈活，但不是所有線路板生產商(shang)都會明白你的意圖，需用文字說明。在(zai)阻焊層(ceng)放(fang)置(zhi)線的部(bu)位會不涂阻焊劑
線路鍍(du)錫的(de)幾種(zhong)方法(fa)如上。一(yi)般可采用(yong)細長條鍍(du)錫寬度在(zai)1~1.5mm，長度可根據線路來確定(ding)，鍍(du)錫部分間隔0.5~1mm 雙面線路板為布局、走線提供(gong)了很大(da)的(de)選擇(ze)性，可使布線更趨于合理。關(guan)于接地(di)，功率地(di)與(yu)信號(hao)(hao)地(di)一(yi)定(ding)要(yao)分開，兩個地(di)可在(zai)濾(lv)波電容處匯(hui)合，以避免大(da)脈沖(chong)電流通過(guo) 信號(hao)(hao)地(di)連線而導致出現不穩定(ding)的(de)意外因素，信號(hao)(hao)控制回路盡量采用(yong)一(yi)點接地(di)法(fa)。
電(dian)(dian)壓反饋取(qu)樣(yang)，為避免大電(dian)(dian)流通過走線的(de)影(ying)響，反饋電(dian)(dian)壓的(de)取(qu)樣(yang)點一定要放在電(dian)(dian)源(yuan)輸出最末梢，以提高整機負(fu)載效(xiao)應(ying)指標。
走線從(cong)一(yi)(yi)個(ge)布(bu)(bu)線層變到另外(wai)一(yi)(yi)個(ge)布(bu)(bu)線層一(yi)(yi)般(ban)用(yong)過(guo)(guo)孔連通(tong)，不(bu)宜通(tong)過(guo)(guo)器件管腳焊盤(pan)實現，因為(wei)在(zai)插裝器件時有可(ke)能(neng)破壞這種連接關(guan)系，還有在(zai)每1A電流通(tong)過(guo)(guo)時，至少應有2個(ge)過(guo)(guo)孔，過(guo)(guo)孔孔徑原則要大于0.5mm，一(yi)(yi)般(ban)0.8mm可(ke)確保加工可(ke)靠(kao)性。
鋁基板及多層印制板在開關電源中的應用#e# 5 鋁基板及多層印制板在開關電源中的應用
鋁(lv)基(ji)(ji)板(ban)(金(jin)(jin)屬(shu)(shu)基(ji)(ji)散熱板(ban)(包含(han)鋁(lv)基(ji)(ji)板(ban)，銅(tong)基(ji)(ji)板(ban)，鐵(tie)基(ji)(ji)板(ban)))是一種獨(du)特的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)基(ji)(ji)覆(fu)銅(tong)板(ban)，它(ta)具有良好的(de)(de)導(dao)熱性、電氣絕緣(yuan)(yuan)性能(neng)和機(ji)械加工性能(neng)。鋁(lv)基(ji)(ji)覆(fu)銅(tong)板(ban)是一種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)線路(lu)板(ban)材料、由銅(tong)箔、導(dao)熱絕緣(yuan)(yuan)層及(ji)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)基(ji)(ji)板(ban)組成(cheng)，它(ta)的(de)(de)結構(gou)分(fen)三層：
Cireuitl.Layer線路層：相當于普(pu)通PCB的(de)覆銅板，線路銅箔厚度loz至10oz。
DielcctricLayer絕緣層：絕緣層是一(yi)層低熱(re)阻導熱(re)絕緣材料。厚度為(wei)：0.003“至0.006”英寸是鋁基覆銅板的核心技術所在(zai)，已獲得UL認證(zheng)。
BaseLayer基(ji)層是金屬基(ji)板，一般是鋁或可所選擇銅。
鋁基覆(fu)銅(tong)板(ban)(ban)(ban)和傳統(tong)的(de)(de)環(huan)氧玻璃(li)布層壓板(ban)(ban)(ban)等，目前市場上主(zhu)流的(de)(de)是(shi)福斯萊特鋁基板(ban)(ban)(ban)。電(dian)路層(即銅(tong)箔)通常(chang)經過蝕刻(ke)形成(cheng)印刷電(dian)路，使(shi)組件(jian)(jian)的(de)(de)各個部(bu)件(jian)(jian)相互(hu)連接(jie)，一(yi)般情況(kuang)下，電(dian)路層要求具有很大(da)的(de)(de)載流能(neng)(neng)(neng)力(li)，從(cong)而應(ying)使(shi)用較厚的(de)(de)銅(tong)箔，厚度(du)(du)一(yi)般35μm~280μm;導(dao)(dao)熱(re)(re)絕(jue)緣層是(shi)鋁基板(ban)(ban)(ban)核心技(ji)術之所在，它一(yi)般是(shi)由特種陶瓷填充的(de)(de)特殊的(de)(de)聚合(he)物(wu)構成(cheng)，熱(re)(re)阻小，粘彈(dan)性(xing)能(neng)(neng)(neng)優良，具有抗熱(re)(re)老(lao)化(hua)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)，能(neng)(neng)(neng)夠(gou)承(cheng)受機(ji)械及(ji)(ji)熱(re)(re)應(ying)力(li)。該公司生產的(de)(de)高(gao)性(xing)能(neng)(neng)(neng)鋁基板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)導(dao)(dao)熱(re)(re)絕(jue)緣層正(zheng)是(shi)使(shi)用了此種技(ji)術，使(shi)其具有極為優良的(de)(de)導(dao)(dao)熱(re)(re)性(xing)能(neng)(neng)(neng)和高(gao)強度(du)(du)的(de)(de)電(dian)氣絕(jue)緣性(xing)能(neng)(neng)(neng);金(jin)屬基層是(shi)鋁基板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)支(zhi)撐(cheng)構件(jian)(jian)，要求具有高(gao)導(dao)(dao)熱(re)(re)性(xing)，一(yi)般是(shi)鋁板(ban)(ban)(ban)，也可使(shi)用銅(tong)板(ban)(ban)(ban)(其中銅(tong)板(ban)(ban)(ban)能(neng)(neng)(neng)夠(gou)提供更好的(de)(de)導(dao)(dao)熱(re)(re)性(xing))，適(shi)合(he)于鉆孔、沖剪及(ji)(ji)切(qie)割等常(chang)規機(ji)械加(jia)工。
鋁基(ji)板由(you)其本身構造，具有以(yi)下特點：導熱性能(neng)(neng)非常優良、單面(mian)(mian)縛銅、器件只能(neng)(neng)放(fang)置(zhi)在縛銅面(mian)(mian)、不能(neng)(neng)開(kai)電(dian)器連線(xian)(xian)孔(kong)所以(yi)不能(neng)(neng)按照單面(mian)(mian)板那樣(yang)放(fang)置(zhi)跳線(xian)(xian)。
鋁(lv)基(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)上一般(ban)都放置貼片器件，開關管，輸出整流管通過基(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)把熱(re)(re)量傳導出去，熱(re)(re)阻很(hen)低，可取得(de)較高可靠性。變壓器采(cai)用平面貼片結(jie)構，也可通過基(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)散熱(re)(re)，其溫(wen) 升比常規(gui)要低，同樣規(gui)格變壓器采(cai)用鋁(lv)基(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)結(jie)構可得(de)到(dao)較大的(de)輸出功率。鋁(lv)基(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)跳線可以(yi)采(cai)用搭橋的(de)方(fang)式處(chu)理。鋁(lv)基(ji)(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)電(dian)源(yuan)一般(ban)由(you)由(you)兩(liang)(liang)塊印制(zhi)板(ban)(ban)(ban)組成，另(ling)外一塊板(ban)(ban)(ban)放 置控制(zhi)電(dian)路，兩(liang)(liang)塊板(ban)(ban)(ban)之間通過物(wu)理連接合成一體。
由于(yu)鋁(lv)(lv)基板(ban)優良的導熱(re)性，在(zai)小量手(shou)工焊(han)(han)接時比較(jiao)困難，焊(han)(han)料(liao)冷卻過(guo)(guo)快，容易(yi)出現問題現有一個簡單(dan)實用的方法，將一個燙衣服(fu)的普通電熨(yun)斗(dou)(最好(hao)有調(diao)溫功能)， 翻過(guo)(guo)來，熨(yun)燙面向上，固定好(hao)，溫度(du)(du)調(diao)到150℃左右，把鋁(lv)(lv)基板(ban)放在(zai)熨(yun)斗(dou)上面，加溫一段時間，然后按照常規方法將元(yuan)件(jian)貼上并焊(han)(han)接，熨(yun)斗(dou)溫度(du)(du)以器件(jian)易(yi)于(yu)焊(han)(han)接為 宜，太高(gao)有可能時器件(jian)損壞，甚至鋁(lv)(lv)基板(ban)銅(tong)皮剝離，溫度(du)(du)太低(di)焊(han)(han)接效果不好(hao)，要靈(ling)活掌(zhang)握。
最近幾年，隨著多層線路板在開關電源電(dian)路中應(ying)用，使得印制(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)路變(bian)(bian)壓器成為可(ke)能，由(you)于多(duo)層板，層間距較(jiao)小(xiao)(xiao)，也(ye)可(ke)以充分利(li)用變(bian)(bian)壓器窗口截(jie)面(mian)(mian)，可(ke)在(zai)主線(xian)(xian)(xian)(xian)路板上再 加一(yi)到(dao)(dao)兩片(pian)由(you)多(duo)層板組成的(de)印制(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈達到(dao)(dao)利(li)用窗口，降低(di)線(xian)(xian)(xian)(xian)路電(dian)流密度的(de)目(mu)的(de)，由(you)于采用印制(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈，減少了人工干預，變(bian)(bian)壓器一(yi)致性好(hao)，平面(mian)(mian)結構(gou)，漏感低(di)，偶合 好(hao)。開(kai)啟式磁芯(xin)，良(liang)好(hao)的(de)散熱條件。由(you)于其具(ju)有諸多(duo)的(de)優勢，有利(li)于大批量生產，所以得到(dao)(dao)廣(guang)泛的(de)應(ying)用。但研(yan)制(zhi)(zhi)開(kai)發初期(qi)投入較(jiao)大，不適合小(xiao)(xiao)規模生。
6 反(fan)激(ji)電源反(fan)射電壓還有一(yi)個確定因素
軍用開關電源的(de)反射電(dian)(dian)(dian)壓(ya)還與一個參數有(you)關(guan)(guan)，那就是(shi)輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)越低(di)則變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)匝數比越大，變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)漏(lou)感越大，開關(guan)(guan)管承受(shou)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)越高，有(you)可能(neng)擊穿開關(guan)(guan)管、吸收(shou)電(dian)(dian)(dian) 路消耗(hao)功(gong)率(lv)(lv)越大，有(you)可能(neng)使吸收(shou)回路功(gong)率(lv)(lv)器(qi)(qi)件永(yong)久失效。在(zai)設計低(di)壓(ya)輸(shu)出小功(gong)率(lv)(lv)反激電(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)優化過程中必(bi)須小心處理(li)，其 處理(li)方法有(you)幾個：
a 采用大一個功率等級的磁芯降低漏感，這樣可提高低壓反激電源的轉換效率，降低損耗，減小輸出紋波，提高多路輸出電源的交差調整率，一般常見于家電用開關電源，如光碟機、DVB機頂(ding)盒等(deng)。
b 如果條件不(bu)允許加大磁芯，只能降低(di)反(fan)射(she)電(dian)壓(ya)(ya)，減小占(zhan)空比。降低(di)反(fan)射(she)電(dian)壓(ya)(ya)可(ke)(ke)(ke)減小漏感(gan)但 有(you)可(ke)(ke)(ke)能使電(dian)源轉換效率降低(di)，這兩者是一(yi)(yi)個(ge)矛(mao)盾，必須要有(you)一(yi)(yi)個(ge)替代(dai)過程(cheng)才能找(zhao)到一(yi)(yi)個(ge)合適的點，在變(bian)(bian)壓(ya)(ya)器替代(dai)實驗過程(cheng)中，可(ke)(ke)(ke)以檢測變(bian)(bian)壓(ya)(ya)器原邊的反(fan)峰電(dian)壓(ya)(ya)，盡量 降低(di)反(fan)峰電(dian)壓(ya)(ya)脈沖(chong)的寬度(du)，和(he)幅度(du)，可(ke)(ke)(ke)增加變(bian)(bian)換器的工作(zuo)安全(quan)裕度(du)。一(yi)(yi)般反(fan)射(she)電(dian)壓(ya)(ya)在110V時(shi)比較合適。
c 增強(qiang)耦合，降(jiang)低損耗，采(cai)用(yong)新的(de)技術，和(he)繞(rao)線工藝，變(bian)壓(ya)器為(wei)滿(man)足安(an)全規范會在(zai)原邊和(he)副 邊間采(cai)取(qu)絕緣(yuan)措(cuo)施，如墊絕緣(yuan)膠(jiao)帶、加絕緣(yuan)端空膠(jiao)帶。這些將影響(xiang)變(bian)壓(ya)器漏感性(xing)能(neng)，現(xian)實生產中可(ke)(ke)采(cai)用(yong)初(chu)級(ji)繞(rao)組包繞(rao)次級(ji)的(de)繞(rao)法。或者(zhe)次級(ji)用(yong)三重絕緣(yuan)線繞(rao)制，取(qu)消 初(chu)次級(ji)間的(de)絕緣(yuan)物，可(ke)(ke)以增強(qiang)耦合，甚至可(ke)(ke)采(cai)用(yong)寬銅(tong)皮繞(rao)制。
反激電(dian)源變(bian)壓器(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)芯(xin)在(zai)(zai)工作在(zai)(zai)單向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)狀態，所(suo)以磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路(lu)(lu)需要(yao)開(kai)(kai)氣(qi)隙(xi)，類似于(yu)脈動直(zhi)流(liu)電(dian)感(gan)器(qi)。部分(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路(lu)(lu)通過空氣(qi)縫隙(xi)耦合(he)。為什么開(kai)(kai)氣(qi)隙(xi)的(de)原理本(ben)人理解為：由于(yu)功(gong) 率鐵(tie)氧體(ti)也具有近似于(yu)矩形(xing)的(de)工作特性(xing)曲線(xian)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)滯(zhi)回線(xian))，在(zai)(zai)工作特性(xing)曲線(xian)上(shang)Y軸表示磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)強度(du)(B)，現在(zai)(zai)的(de)生產工藝(yi)一般飽和點在(zai)(zai)400mT以上(shang)，一般此(ci)(ci)值(zhi)(zhi) 在(zai)(zai)設計中取值(zhi)(zhi)應(ying)該在(zai)(zai)200-300mT比較合(he)適(shi)、X軸表示磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場強度(du)(H)此(ci)(ci)值(zhi)(zhi)與(yu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)強度(du)成(cheng)比例關(guan)系。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)路(lu)(lu)開(kai)(kai)氣(qi)隙(xi)相當于(yu)把磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)體(ti)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)滯(zhi)回線(xian)向(xiang)(xiang)X 軸向(xiang)(xiang)傾斜，在(zai)(zai)同樣的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)強度(du)下(xia)，可承受更大的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)，則相當于(yu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)心儲存更多(duo)的(de)能(neng)量(liang)，此(ci)(ci)能(neng)量(liang)在(zai)(zai)開(kai)(kai)關(guan)管截止時通過變(bian)壓器(qi)次級瀉放到負(fu)載(zai)電(dian)路(lu)(lu)，反激電(dian)源磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)芯(xin) 開(kai)(kai)氣(qi)隙(xi)有兩(liang)個(ge)作用。
反(fan)激(ji)電源(yuan)的變(bian)壓器工作在單向磁化狀態，不(bu)僅要(yao)通(tong)過磁耦合傳遞(di)能(neng)量，還擔負電壓變(bian)換輸入輸出隔離(li)的多(duo)重作用。所以氣隙的處理需要(yao)非常小心，氣隙太大可使漏感 變(bian)大，磁滯損(sun)耗增加，鐵(tie)損(sun)、銅損(sun)增大，影響電源(yuan)的整(zheng)機(ji)性能(neng)。氣隙太小有(you)可能(neng)使變(bian)壓器磁芯飽(bao)和(he)，導致電源(yuan)損(sun)壞。
所謂反激電源(yuan)的(de)(de)連續與斷(duan)續模式是(shi)(shi)(shi)指變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)工(gong)作狀態(tai)，在(zai)(zai)滿載狀態(tai)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)工(gong)作于(yu)能量(liang)完全(quan)傳遞，或不(bu)完全(quan)傳遞的(de)(de)工(gong)作模式。一般(ban)要(yao)根據(ju)工(gong)作環境進行設計(ji)，常(chang)規反 激電源(yuan)應該工(gong)作在(zai)(zai)連續模式，這(zhe)樣(yang)開關(guan)管、線路的(de)(de)損(sun)(sun)耗(hao)都比較小，而(er)且可(ke)以(yi)減輕輸入輸出電容的(de)(de)工(gong)作應力，但是(shi)(shi)(shi)這(zhe)也(ye)有一些例外(wai)。由(you)于(yu)制造工(gong)藝特點，高反壓(ya)(ya)二極管，反向恢復時間長，速(su)度低(di)(di)，在(zai)(zai)電流連續狀態(tai)，二極管是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)有正向偏壓(ya)(ya)時恢復，反向恢復時的(de)(de)能量(liang)損(sun)(sun)耗(hao)非常(chang)大，不(bu)利于(yu) 變(bian)換器(qi)(qi)性能的(de)(de)提高，輕則降低(di)(di)轉換效(xiao)率，整流管嚴(yan)重(zhong)發熱(re)，重(zhong)則甚至燒毀整流管。由(you)于(yu)在(zai)(zai)斷(duan)續模式下(xia)，二極管是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)零偏壓(ya)(ya)情況下(xia)反向偏置，損(sun)(sun)耗(hao)可(ke)以(yi)降到(dao)一個比較低(di)(di)的(de)(de)水平。
反激開關電源變壓(ya)器(qi)應工(gong)作在(zai)連(lian)續(xu)(xu)模(mo)式(shi)，那就要(yao)求比較大(da)的(de)繞(rao)組電感量，當然(ran)連(lian)續(xu)(xu)也(ye)是(shi)有一定(ding)程度的(de)，過(guo)分(fen)(fen)追求絕對連(lian)續(xu)(xu)是(shi)不現實(shi)的(de)，有可能需要(yao)很大(da)的(de)磁(ci)芯(xin)，非(fei)常 多的(de)線圈匝(za)數，同(tong)時(shi)(shi)伴隨著大(da)的(de)漏感和分(fen)(fen)布電容，可能得不償失。那么如(ru)何確定(ding)這個參數呢，通過(guo)多次實(shi)踐(jian)，及(ji)分(fen)(fen)析(xi)同(tong)行的(de)設計，本人(ren)認為(wei)，在(zai)標稱電壓(ya)輸入時(shi)(shi)，輸出達(da)到(dao)(dao)50%~60%變壓(ya)器(qi)從(cong)斷續(xu)(xu)，過(guo)渡到(dao)(dao)連(lian)續(xu)(xu)狀態(tai)比較合適。
三種大功率開關電源IGBT短路保護的設計(ji)方法
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)兼有場效應晶體管輸入阻抗高、驅動功率小和雙極型晶體管電壓、電流容量大及管壓降低的特點，是目前中、大功率開關電源最普(pu)遍使(shi)(shi)用的(de)電力電子開關器件。 IGBT能夠(gou)承(cheng)受的(de)短(duan)路(lu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)取決于它的(de)飽(bao)和壓(ya)降和短(duan)路(lu)電流(liu)的(de)大小，一般僅為幾μs至幾十μs。短(duan)路(lu)電流(liu)過(guo)大不僅使(shi)(shi)短(duan)路(lu)承(cheng)受時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)縮短(duan)，而且(qie)使(shi)(shi)關斷(duan)時(shi)(shi)(shi)(shi)電流(liu)下降率 過(guo)大，由于漏感及(ji)引線電感的(de)存在，導致IGBT集電極(ji)過(guo)電壓(ya)，該過(guo)電壓(ya)可使(shi)(shi)IGBT鎖定失效，同時(shi)(shi)(shi)(shi)高的(de)過(guo)電壓(ya)會使(shi)(shi)IGBT擊穿(chuan)。因此，當出(chu)現短(duan)路(lu)過(guo)流(liu)時(shi)(shi)(shi)(shi)，必(bi)須采取有(you)效的(de)保(bao)護(hu)措(cuo)施。
為(wei)(wei)了(le)實現(xian)IGBT的(de)(de)(de)(de)短路(lu)保護(hu)，則必須進行(xing)過(guo)流(liu)(liu)檢(jian)測(ce)。適用IGBT過(guo)流(liu)(liu)檢(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)，通常是采用霍爾電流(liu)(liu)傳感(gan)器直接檢(jian)測(ce)IGBT的(de)(de)(de)(de)電流(liu)(liu)Ic，然后與設(she)定的(de)(de)(de)(de)閾值(zhi)比(bi)較(jiao)，用比(bi)較(jiao)器的(de)(de)(de)(de)輸出(chu)去控制驅(qu)動信號的(de)(de)(de)(de)關斷;或者采用間接電壓法(fa)，檢(jian)測(ce)過(guo)流(liu)(liu)時(shi)IGBT的(de)(de)(de)(de)電壓降(jiang)Vce，因(yin)為(wei)(wei)管壓降(jiang)含有(you)短路(lu)電流(liu)(liu)信息，過(guo)流(liu)(liu)時(shi)Vce增大，且基本上為(wei)(wei)線性關系，檢(jian)測(ce)過(guo)流(liu)(liu)時(shi)的(de)(de)(de)(de)Vce并與設(she)定的(de)(de)(de)(de)閾值(zhi)進行(xing)比(bi)較(jiao)，比(bi)較(jiao)器的(de)(de)(de)(de)輸出(chu)控制驅(qu)動電路(lu)的(de)(de)(de)(de)關斷。
在短路電(dian)流出現時，為(wei)了避(bi)免關斷電(dian)流的 過(guo)大(da)形成過(guo)電(dian)壓，導致IGBT鎖定無效和損壞，以及為(wei)了降(jiang)低電(dian)磁干擾，通常采用(yong)軟降(jiang)柵壓和軟關斷綜合保護技術。
在(zai)(zai)設(she)計(ji)降(jiang)柵壓(ya)(ya)(ya)保(bao)護電路時，要正確選擇降(jiang)柵壓(ya)(ya)(ya)幅(fu)度(du)(du)(du)和速度(du)(du)(du)，如果(guo)降(jiang)柵壓(ya)(ya)(ya)幅(fu)度(du)(du)(du)大(da)(da)(比(bi)如7。5V)，降(jiang)柵壓(ya)(ya)(ya)速度(du)(du)(du)不要太快(kuai)(kuai)，一般可(ke)采用(yong)(yong)2μs下(xia)降(jiang)時間(jian)的軟降(jiang)柵壓(ya)(ya)(ya)，由于降(jiang)柵壓(ya)(ya)(ya)幅(fu)度(du)(du)(du)大(da)(da)，集電極電流已經較(jiao)小(xiao)(xiao)，在(zai)(zai)故障(zhang)狀態封鎖(suo)柵極可(ke)快(kuai)(kuai)些，不必采用(yong)(yong)軟關斷(duan);如果(guo)降(jiang)柵壓(ya)(ya)(ya)幅(fu)度(du)(du)(du)較(jiao)小(xiao)(xiao)(比(bi)如5V以下(xia))，降(jiang)柵速度(du)(du)(du)可(ke)快(kuai)(kuai)些，而(er)封鎖(suo)柵壓(ya)(ya)(ya)的速度(du)(du)(du)必須(xu)慢，即(ji)采用(yong)(yong)軟關斷(duan)，以避免過電壓(ya)(ya)(ya)發生。
為了使(shi)電(dian)源(yuan)在(zai)短路故障狀態不中斷工(gong)(gong)作(zuo)，又(you)能(neng)避免在(zai)原工(gong)(gong)作(zuo)頻率下連續進(jin)行短路保(bao)護產生熱積(ji)累而(er)造成IGBT損壞，采用降(jiang)柵壓保(bao)護即(ji)可不必在(zai)一(yi)次短路保(bao)護立即(ji)封鎖電(dian)路，而(er)使(shi)工(gong)(gong)作(zuo)頻率降(jiang)低(比(bi)如1Hz左右)，形成間歇“打嗝”的保(bao)護方法，故障消除后即(ji)恢(hui)復正常工(gong)(gong)作(zuo)。
下(xia)面是幾(ji)種(zhong)IGBT短路保護的實用電路及工作(zuo)原理。
(1)利用IGBT的(de)Vce設計過(guo)流保護電路
圖1是利用(yong)IGBT過(guo)(guo)(guo)(guo)流(liu)時Vce增大的(de)(de)(de)(de)原理進行保護的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)路，用(yong)于(yu)專用(yong)驅動器(qi)EXB841。EXB841內(nei)部電(dian)(dian)(dian)路能很好地完成降柵及(ji)軟關斷，并具有內(nei)部延遲功能，以(yi)消(xiao)除(chu)干擾(rao)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)誤動作。含有IGBT過(guo)(guo)(guo)(guo)流(liu)信息的(de)(de)(de)(de)Vce不直(zhi)接(jie)送至EXB841的(de)(de)(de)(de)集(ji)電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)壓監(jian)視(shi)腳6，而(er)(er)是經快速恢復二極管VD1，通過(guo)(guo)(guo)(guo)比(bi)(bi)較器(qi)IC1輸出接(jie)至EXB841的(de)(de)(de)(de)腳6，其目的(de)(de)(de)(de)是為了消(xiao)除(chu)VD1正向壓降隨電(dian)(dian)(dian)流(liu)不同而(er)(er)異(yi)，采用(yong)閾值比(bi)(bi)較器(qi)，提高電(dian)(dian)(dian)流(liu)檢測的(de)(de)(de)(de)準(zhun)確性。如果(guo)發生過(guo)(guo)(guo)(guo)流(liu)，驅動器(qi)EXB841的(de)(de)(de)(de)低速切斷電(dian)(dian)(dian)路慢速關斷IGBT，以(yi)避免集(ji)電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)流(liu)尖(jian)峰。
(2) 利用電流(liu)傳(chuan)感器設(she)計過流(liu)保(bao)護電路
圖2(a)是利(li)用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流傳(chuan)感(gan)器進行(xing)過流檢測的(de)IGBT保(bao)護電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流傳(chuan)感(gan)器(SC)初級(1匝)串接在(zai)IGBT的(de)集電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中，次級感(gan)應(ying)的(de)過流信號(hao)經整流后送(song)至(zhi)比較器IC1的(de)同相(xiang)輸(shu)入(ru)端，與反相(xiang)端的(de)基準電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓進行(xing)比較，IC1的(de)輸(shu)出送(song)至(zhi)具有(you)(you)正反饋的(de)比較器IC2，其輸(shu)出接至(zhi)PWM控制器UC3525的(de)輸(shu)出控制腳10。不(bu)過流時(shi)(shi)，VAVref，VB為高(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)平(ping)，C3充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)使(shi)VC>Vref，IC2輸(shu)出高(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)平(ping)(大于1.4V)，關(guan)閉(bi)PWM控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。因無驅動信號(hao)，IGBT關(guan)閉(bi)，而電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)停止(zhi)工作，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流傳(chuan)感(gan)器無電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流流過，使(shi)VA參數，使(shi)PWM驅動信號(hao)關(guan)閉(bi)時(shi)(shi)間(jian)t2>>t1，可保(bao)證(zheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)進入(ru)睡眠狀態(tai)。正反饋電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻R7保(bao)證(zheng)IC2只有(you)(you)高(gao)、低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)平(ping)兩種狀態(tai)，D5，R1，C3充放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，保(bao)證(zheng)IC2輸(shu)出不(bu)致在(zai)高(gao)、低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)平(ping)之間(jian)頻(pin)繁變化，即IGBT不(bu)致頻(pin)繁開通、關(guan)斷而損(sun)壞。
(3) 綜合過(guo)流(liu)保護電路(lu)
圖3是(shi)利用IGBT(V1)過流(liu)集電(dian)(dian)極電(dian)(dian)壓(ya)檢(jian)測和電(dian)(dian)流(liu)傳(chuan)(chuan)感器(qi)檢(jian)測的綜合保護電(dian)(dian)路(lu)(lu)，電(dian)(dian)路(lu)(lu)工作原理是(shi)：負載(zai)短(duan)路(lu)(lu)(或IGBT因其它故障(zhang)過流(liu))時(shi)，V1的Vce增大(da)，V3門極驅動電(dian)(dian)流(liu)經R2，R3分壓(ya)器(qi)使V3導(dao)通(tong)，IGBT柵(zha)極電(dian)(dian)壓(ya)由VD3所(suo)限(xian)制而降壓(ya)，限(xian)制IGBT峰值電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)度，同時(shi)經R5C3延遲使V2導(dao)通(tong)，送去軟關斷信號(hao)。另一方面，在短(duan)路(lu)(lu)時(shi)經電(dian)(dian)流(liu)傳(chuan)(chuan)感器(qi)檢(jian)測短(duan)路(lu)(lu)電(dian)(dian)流(liu)，經比較(jiao)器(qi)IC1輸出(chu)的高電(dian)(dian)平使V3導(dao)通(tong)進行降柵(zha)壓(ya)，V2導(dao)通(tong)進行軟關斷。
此外，還可以應用檢測IGBT集電極電壓的過流保護原理，采用軟降柵壓、軟關斷及降低工作頻率保護技術的短路保護電路]。開關電源保護功能雖屬電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)裝置電(dian)(dian)氣性(xing)能要(yao)求的(de)附加功能，但在惡劣環(huan)境及意外事(shi)故條件下(xia)，保護電(dian)(dian)路是否完善并按預定設置工作(zuo)，對電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)裝置的(de)安全性(xing)和可靠性(xing)至關重要(yao)。驗收技術(shu)指標時(shi)，應對保護功能進行驗證。
開關電源的保護(hu)(hu)方案和電路(lu)結構(gou)具有多樣性，但對具體電源裝置而言，應選擇合理(li)的保護(hu)(hu)方案和電路(lu)結構(gou)，以(yi)使得在故障條件下真(zhen)正有效地(di)實現保護(hu)(hu)。
| 【上一個】 開關電源的干擾及其抑制 | 【下一個】 開關電源設計的噪聲降低法 |
| ^ 淺談開關電源的合理設計技術 |