因此目前国内外各类开关电源研究机构正努力寻求运用各种.doc

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1、由于传统开关电源存在对电网造成谐波污染以及工作效率低等问题，因此Fl前国内外各类开关电源研究机构止努力寻求运用各种高新技术改善电源性能［1］。其中,在开关电源设计中通过功率因数校正PFC(PowerFactorCorrection)技术降低电磁污染及利用同步整流技术提高效率的研发途径尤其受到重视。参考文献［2-3］专题研讨了有源功率因数校正(APFC)技术;参考文献［4］综述了单相并联式技术的最新发展;参考文献［5-6］分别优化设计了带负载电流反馈、并联式PFC芯片的AC/DC变换器和升压式PFC变换器，但所设计的电源效率及功率因数分别在85%和90%以下，其性能还有待进一步提高

2、。本文设计并制作了一种高效低电磁污染的开关电源样机。测试结果表明，该电源具有优良的动态性能、较高的功率因数和工作效率，且控制简单，故具有一定的实际应用价值。1开关电源设计方案开关电源的结构如图1所示，它主要由220V交流电压整流及滤波电路、功率因数校正电路、DC/DC变换器三大部分组成。输入图1开关电源组成框图220V交流电经整流供给功率因数校正电路，采用Boost型PFC来提高电源的输入功率因数，同时降低了谐波电流，从而减小了谐波污染。PFC的输出为一直流电压UC,通过DC/DC变换可将该电压变换成所要求的两输出直流电压Uol(12V)和Uo2(24V)o从图屮可以看出，本电源

3、系统设计的关键是在整流滤波器和DC/DC变换器Z间加入了功率因数校正电路，使输入电流受输入电床严格控制，以实现更高的功由于传统开关电源存在对电网造成谐波污染以及工作效率低等问题，因此Fl前国内外各类开关电源研究机构止努力寻求运用各种高新技术改善电源性能［1］。其中,在开关电源设计中通过功率因数校正PFC(PowerFactorCorrection)技术降低电磁污染及利用同步整流技术提高效率的研发途径尤其受到重视。参考文献［2-3］专题研讨了有源功率因数校正(APFC)技术;参考文献［4］综述了单相并联式技术的最新发展;参考文献［5-6］分别优化设计了带负载电流反馈、并联式PFC芯

4、片的AC/DC变换器和升压式PFC变换器，但所设计的电源效率及功率因数分别在85%和90%以下，其性能还有待进一步提高。本文设计并制作了一种高效低电磁污染的开关电源样机。测试结果表明，该电源具有优良的动态性能、较高的功率因数和工作效率，且控制简单，故具有一定的实际应用价值。1开关电源设计方案开关电源的结构如图1所示，它主要由220V交流电压整流及滤波电路、功率因数校正电路、DC/DC变换器三大部分组成。输入图1开关电源组成框图220V交流电经整流供给功率因数校正电路，采用Boost型PFC来提高电源的输入功率因数，同时降低了谐波电流，从而减小了谐波污染。PFC的输出为一直流电压U

5、C,通过DC/DC变换可将该电压变换成所要求的两输出直流电压Uol(12V)和Uo2(24V)o从图屮可以看出，本电源系统设计的关键是在整流滤波器和DC/DC变换器Z间加入了功率因数校正电路，使输入电流受输入电床严格控制，以实现更高的功率因数。同吋设计屮还采用同步整流技术以减少整流损耗，提高DC/DC变换效率。选用反激式准谐振DC/DC变换器，既能增强对输入电床变化的适应能力，又可以降低工作损耗。为保证开关电源的性能，电源实际制作吋还附加了一些电路：(1)保护电路。防止负载本身的过压、过流或短路；(2)软启动控制电路。它能保证电源稳定、可靠且有序地工作，防止启动时电压电流过冲；（

6、3）浪涌吸收电路。防止因浪涌电压电流而引起输出纹波峰-峰值过高及高频辐射和高次谐波的产生。2开关电源主要器件选择2.1APFC芯片及控制方案电源屮功率因数校正屯路以Tnfineon（英飞凌）公司生产的TDA4863芯片为核心，电路如图2所示。开关管VT1选用增强型MOSFETo具体控制方案为：从负载侧A点反馈取样，引入双闭环电压串联负反馈，以稳定DC/DC变换器的输入电压和整个系统的输出电压。VD.2.2准谐振DC/DC变换器DC/DC变换器的类型有多种[7],为了保证用电安全，本设计方案选为隔离式。隔离式DC/DC变换形式又可进一步细分为正激式、反激式、半桥式、全桥式和推挽式等

7、。其屮，半桥式、全桥式和推挽式通常用于大功率输出场合，其激励电路复杂，实现起来较困难;而止激式和反激式电路则简单易行，但由于反激式比正激式更适应输入电压有变化的情况，且木电源系统屮PFC输出电压会发生较大的变化，故本设计屮的UC/U0变换采用反激方式，有利于确保输出电床稳定不变。本设计采用0NSMEI（安森美）准谐振型PWM驱动芯片NCP1207,它始终保持在M0SFET漏极电压最低吋开通，改善了开通方式，减小了开通损耗。图3是利用NCP1207芯片设计的DC/DC反激式变换器电