RCC电路间歇振荡的研究(6)

2019-03-22 09:14

毕业设计(论文)报告纸

从仿真波形可以看出,电路的工作周期为T?22.23??us,电流开通时间

TS?9.43?us,则占空比D为:

D?TS9.43??0.424 (52) T22.23输出电压值为VO=5.067V,则其误差为

'VO?VO5.067?5 e??100%??100%?1.34%<10% (53) 'VO5故符合设计标准。

3.2.2 电路带轻载时的仿真

当输入电压最高为250V,带电阻为2K欧姆的轻载时,仿真电路的主要波形,如图3.6所

示。

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图3.6 间歇振荡时主要波形图

如上图所示,当输入电压增大,负载电流小到一定程度时,变压器中存贮的磁能释放速度变慢,稳压二极管DZ的导通时间增长,晶体管的截止时间也增长,形成几百Hz到几kHz的阻塞振荡,变压器便发出此频率的振荡噪声,同时负载电压的纹波系数也会增大。另一方面,由于在控制电容C5两端并联了电阻R3,使得电容能够在间歇振荡期间通过电阻放电,从而使电容的阴极电压提高。这样可以使副边电压下降时,不至于下降过多之后晶体管才会导通,从而使得输出电压变得平稳,有利于纹波系数的减小。

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3.3 RCC电路的改进及改进后的仿真

为了抑制消除这种间隙振荡现象,下面设计恒流电路从而提高电路的输入范围,提高电路带载能力。

经过改进后的RCC电路的设计如图3.7所示。

图3.7 带有恒流的RCC电路

如上图所示,一旦输入电压大于稳压二极管的击穿电压,那么晶体管Tr2的基极电压就会被钳制在(VZ?VF),从而流过晶体管Tr1基极电流就会被固定。当输入电压最低时仍能保证DZ2能被击穿,即输入电压为150V时能击穿,故有

DZ2从而可以求得

NB?VIN(min)?VZ?2VF (54) NPVZ?实际取VZ?4.7V

NB3?VIN(min)?2VF??150?2?0.7?4.94V (55) NP71

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与稳压二极管串联的电阻取为100?。

改进后的RCC电路,输入可以在AC150~250V之间变化,并且不会出现间歇振荡现象。下面的波形是在输入为AC250V,带电阻值为3K欧姆的轻载时得到的电路主要波形图,如图3.8所示。

图3.8 改进后的电路主要仿真波形

从电路波形图可以看出,即使输入为AC250V,控制电路中晶体管Tr1的基极电压最大也只有4.75V,而如果没有加入恒流源,则晶体管Tr1基极驱动电压最大可以达到

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VB(max)?NB3VIN(max)??250?10.5V (56) NP71因此加入恒流驱动后可以有效的降低了基极驱动电路,从而当晶体管Tr1截止时从稳压二极管流过的电流将会大幅地降低,因此抑制消除了间歇振荡现象。

从晶体管Tr1的集电极电压波形可以看出,此时Tr1并没有完全开通即没有工作在饱和区,而是工作在放大区。把它的波形放大后看,如图3.9所示。

图3. 9 集电极波形图

由图可以看出,当电流带一个轻载时,RCC电路的输出电流减小,则周期变短,频率增大,同时Ton时间亦变短,晶体管没有完全开通,因此无法充分执行功率晶体管

Tr1的驱动,导致Tr1的损耗增加。

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