河南**大学毕业设计(论文)说明书
参考电压选为2.5V,则分压器下臂电阻R1?2.5V/2mA?1.25K?。我们让15V输出端的电流占检测电流的56%,12V输出端的电流占检测电流的34%, 5V输出端的电流占检测电流的10%,则
R2?(5V?2.5V)(/10%?2mA)?12.5K?
R3?(5V?2.5V)(/34%?2mA)?14K?
R4?(5V?2.5V)(/56%?2mA)?11.2K?
4.4电流检测电路
电流模式控制具有动态反应快、补偿电路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流等优点,因而取得越来越广泛的应用。而在电流模式的控制电路中,需要准确、高效地测量电流值,故电流检测电路的实现就成为一个重要的问题。在电流环的控制电路中,电流放大器通常选择较大的增益,其好处是可以选择一个较小的电阻来获得足够的检测电压,而检测电阻小损耗也小。电流检测电路的实现方法主要有两类:电阻检测(resistivesensing)和电流互感器(currentsensetransformer)检测。
4.4.1电阻检测
当使用电阻检测法直接检测开关管的电流时还必须在检测电阻RS旁并联一个小RC滤波电路,因为当开关管断开时集电极电容放电,在电流检测电阻上产生瞬态电流尖峰,此尖峰的脉宽和幅值常足以使电流放大器锁定,从而使PWM电路出错。但是在实际电路设计时,特别在设计大功率、大电流电路时采用电阻检测的方法并不理想,因为检测电阻损耗大,达数瓦,甚至十几瓦;而且很难找到几百毫欧或几十毫欧那么小的电阻。
4.4.2电流互感器检测
电流互感器检测在保持良好波形的同时还具有较宽的带宽,电流互感
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器还提供了电气隔离,并且检测电流小损耗也小,检测电阻可选用稍大的值,如一二十欧的电阻。电流互感器将整个瞬态电流,包括直流分量耦合到副边的检测电阻上进行测量,但同时也要求电流脉冲每次过零时磁芯能正常复位,尤其在平均电流模式控制中,电流互感器检测更加适用,因为平均电流模式控制中被检测的脉冲电流在每个开关周期中都回零。
集成UGN—3501M 霍尔传感器具有高灵敏度,工作温度范围宽(-20- +85℃)等特点,检测电路以集成AD522 芯片为放大级。AD522 为双端输入,单端输出的测量放大器。具有高输入阻抗,线性度良好等特点。AD522管脚功能见图4-5。脚1,3 为输入端,脚2,14 接电位器,调节增益,脚4,6 为调零端。
UGN—3501M 霍尔传感器原理图和AD522的外部引脚图如图4-4、图4-5所示。
图4-4 UGN—3501M霍尔传感器原理图
图4-5 AD522的引脚图 我们设计电流检测电路如图4-6:
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图4-6 直流检测电路
设计的直流电流检测电路如图4-6 所示。在图中:RP1 为霍尔传感器的线性度调节和消除不平衡电压电位器;RP2 为AD522 调零电位器;RP3 为调增益电位器;C1,C2为直流电源(±15V)滤去高次谐波和抗干扰电容;AD522 的13 脚必须与屏蔽端相连,以提高抗干扰能力。当AD522增益K 为100 时,AD522 的线性度为0.005﹪;共模抑制比为100dB[2]。这样整个检测电路绝对线性度在1.2﹪左右,因此该电路具有较高的精度、良好的线性度(绝对线性度为1.4﹪)和高精度(最大相对误差为0.53﹪);电路结构简单等特点。
4.5 启动和集成电路供电电路设计
输入高于直流电压20V时,输入电压不能直接供电给控制芯片IC GW1524,而需要采用辅助电源电路,这部分电路的主要功能是用一个分流或串联的线形电源给控制器提供比较稳定的电压。
电源从完全关机状态启动,通常要求当输入功率加到电源上时,就要从输入母线上汲取电流,启动电路允许的输入电压比电源输入电压的最大电压还要高。
在这里我们采用稳压二极管(齐纳二极管)分流电源。如图4-7所示。
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Vin(DC)R1+15VR2DZCR3-15V 图4-7 供电电路
稳压二极管的型号选取1N4120,其标称稳定电压VDZ?30V,电流
IDZ?7.9mA,启动电流ISTART?0.5mA。
则由R?Vin(min)?VDZISTART?IDZmin?100?30?8.33K
0.?7.9可取R?8K,C?15?f。
4.6 保护电路的设计
开关电源电路担负着向整个电子设备各单元电路提供电压和功率的任务,因此,开关电源电路一旦发生故障,整个电子设备就不能正常工作,严重时还会引起一系列的烧坏元器件典故,其后果极其严重。在开关稳压电路中,功率开关管工作在高电压、大电流状态之下,其故障率比小信号电路要高得多,这不仅要求功率开关管及其电源电路的可靠性高,而且还要设置一些必要的保护电路,使其在一旦出现故障或故障先兆时迅速切断电源.以免故隙蔓延,损坏更多的无器件。
开关电源的保护电路主要是过电流保护、过电压保护。由于集成控制芯片可以实现过流保护,这里只设计过压保护电路。
过电压保护电路采用使开关电源停止工作的方式,可使用晶闸管等保持使其电源停止工作的信号,切断输入侧的反馈绕组。
图4-8为过压保护电路。如果有任何一路输出端电压超过其极限值,
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将会向控制器的闭锁引脚发送一高电平信号,使控制器闭琐,输出电压迅速下降。
15V12V5VR1100R2100R35V100R55VD15VD212VD315VNPNPNP接闭锁端R6CR4100图4-8 过压保护电路
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