2 .2  電源反饋電路原理

　　圖2 中方框圖是自激電路，是本論文的核心，是電源的脈沖生成及控制部分。三極管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)通與截止的時(shí)間受PC817 輸出端電流和取樣電阻R7的影響。用示波器可觀察到圖2 方框圖中穩(wěn)壓管，三極管，取樣電阻都工作于矩形脈沖下。下面簡(jiǎn)要分析一下反饋回路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的工作過(guò)程。當(dāng)輸出電壓Uo發(fā)生波動(dòng)時(shí)，通過(guò)取樣電阻R16 、R17分壓后，就使TL431 上的光耦輸入電流If產(chǎn)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而使PC817 中輸出電流Ic改變，Ic的改變使三極管基極的電流Ib改變，進(jìn)而改變了基極電壓Ub ，改變了三極管的導(dǎo)通時(shí)間，從而改變了開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，即占空比D，使Uo產(chǎn)生了相反的變化，以保持Uo的穩(wěn)定。上述穩(wěn)壓過(guò)程可歸納為:Uo ↑→If ↑→Ic ↑→Ib ↑→Ub ↑→D↓→Uo ↓。如此一個(gè)循環(huán)后Uo下降，使電源達(dá)到穩(wěn)定。

　　開(kāi)關(guān)管電壓波形如圖3 。

圖3  開(kāi)關(guān)管波形圖

　　圖3 是輸入AC220 V，輸出空載、半載及全載時(shí)，開(kāi)關(guān)管漏極和源級(jí)兩點(diǎn)的輸出波形圖，示波器為10 倍衰減，圖形顯示縱坐標(biāo)為5 V/div，橫坐標(biāo)為2 μs/div。

　　可見(jiàn)開(kāi)關(guān)頻率隨負(fù)載的大小而反比例變化。

　　3  結(jié)束語(yǔ)

　　根據(jù)上述原理，進(jìn)行了電源設(shè)計(jì)并制作了樣機(jī)，調(diào)試后性能穩(wěn)定。如圖3 是電源輸入AC220 V，開(kāi)關(guān)管漏源級(jí)在電源空載、半載及全載時(shí)的波形。表1 是在空載、半載及全載時(shí)所測(cè)的四路輸出電壓值。

表1  四路輸出實(shí)測(cè)結(jié)果

　　此電源電路簡(jiǎn)單，自激電路設(shè)計(jì)新穎，所用元件少，效率達(dá)到82 %以上，紋波電壓90 mV，因此完全符合設(shè)計(jì)要求。此外開(kāi)關(guān)管占空比與輸入交流電壓成正比，與頻率成反比。當(dāng)電壓從低調(diào)到AC220 V 時(shí)，從示波器看開(kāi)關(guān)管漏源極波形會(huì)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)頻率從不到100 kHz 上升至電源空載時(shí)圖3 中a圖所示的電源空載頻率300 kHz 。當(dāng)電源工作于設(shè)計(jì)要求的電壓時(shí)，負(fù)載不隨輸入電壓變化，再?gòu)氖静ㄆ骺撮_(kāi)關(guān)管漏源極波形時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，輸入電壓不變的時(shí)候，開(kāi)關(guān)管的工作頻率與負(fù)載大小成反比。因而此電源能夠適應(yīng)輸入與輸出寬范圍變化的工作環(huán)境。由于此電源工作于幾百千赫茲的頻率，效率比較高，所以要求開(kāi)關(guān)管用高頻率開(kāi)關(guān)管。此電源還可稍做修改，將TL431 改為TLV431 ，再把R16 、R17換個(gè)阻值，其它無(wú)須更改即可將輸出5 V/3 A改為3 。3 V/4 A 輸出，也可將±9 V變壓器繞組增加2 圈或4 圈，分別將三端穩(wěn)壓器改為7812 與7912 、7815 與7915 ，這樣可輸出±12 V，±15V的電壓，此時(shí)電流不超0。6 A。此電源應(yīng)用范圍廣，輸出電壓精度卻不低。