2.2.2 控制电路
控制电路是整个电源系统重要部位，由它控制整个电源的工作并实现相应的保护功能。一般来说，控制电路应具有以下功能:控制脉冲产生电路、电压反馈控制电路、、占空比可调、软启动及各种保护电路等。
根据电路功能的分工可将控制电路分为几大部分：脉冲产生电路、触发电路、电压反馈控制电路、软启动电路、保护电路等。
脉冲产生电路是控制电路的核心。脉冲产生电路根据电压反馈控制电路信号产生出所需的脉冲信号保护电路以及软启动电路等提供的控制。
电压反馈控制电路通过检测输出电压的大小，对输出电压进行分压采样，然后将采样电压和参考电压相比较得出误差信号来调节输出脉冲的脉宽达到调节输出电压的目的。
控制电路要能提供出满足开关元件要求的触发脉冲。这就要求控制电路要有合适的触发电路，该触发电路能将控制电路输出脉冲放大到足以激励高压开关管，由于它所提供的脉冲幅度以及波形关系到晶体管的饱和压降、存储时间、开通和关断瞬间电压电流上升下降等运行特性，从而将直接影响其损耗和发热。因此，应该合理设计触发电路，实现功率元件的最佳开通与关断。
电源的输出滤波电容较大，输出电压的突然建立将会形成非常大的电容充电电流，叠加在负载电流上，它不仅会使高压开关管负担过重而可能损坏，而且，由于持续时间长，往往会引起过流保护电路发生误动作。若为了避免由此引起的误动作而将保护电路搞得非常迟钝，这将会增加过流保护的不安全性。输出电压在合闸时容易出现过冲，这种过冲，合闸时可能发生，在关闭电源时也可能发生，只要达到足够的幅度将会给负载造成损害，而且，反复的大电流冲击对电容器本身亦不利，同时还会引起干扰，因此，开关电源必须具备输出电压软启动的功能。软启动电路在电源合闸和重新启动时提供一个逐渐建立的电压给脉冲产生电路，从而使控制电路的输出脉冲有一个逐渐建立的过程。 2.2.3 驱动电路
驱动电路是控制电路与主电路的接口，同开关电源的可靠性、效率等性能相关。驱动电路需要有很高的快速性，能提供一定的驱动功率，并且有较高的看干扰和隔离噪声能力。
2.2.4高频开关变换器的基本原理
用一个半导体功率器件作为开关，使带有滤波器(L或/和C)的负载线路与直流电压一会相接，一会断开，则负载上也得到另一个直流电压。这就使DC-DC的基本手段。一个周期Ts内，电子开关接通时间ton所占整个周期Ts的比例，称作接通占空比D。很明显，接通占空比越大，负载上电压越大; 1∕TS=fs称作开关频率，fs越高，负载上电压也越高。这中DC-DC变换器中的开关都在某一固定的频率下工作，这种保持开关频率恒定但改变接通时间长短(即脉冲的宽度)，使负载变化时，负载上电压变化不大的方法，称脉宽调制法〔Pulse Width Modulation)。由于电子开关按外加控制脉冲而通断，控制本身流过的电流、二端所加的电压无关，因此，电子开关称为硬开关。凡是脉宽调制方式控制电子开关的开关变换器，称为PWM开关变换器。它是以使用硬开关为主要特征的。 2.2.5 整流滤波回路的选择
整流滤波回路是开关电源的重要组成部分，它可以提高电压、电流的稳定
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度，减小干扰。按其所在的位置不同，分为输入和输出整流滤波回路。 2.2.5.1 输入整流滤波回路
本文研究的电源额定工作状态的技术要求为:输出电压15V,输出电流1A，输出功率约15w了减小电源的输入滤波电容等原因，本文实验用电源电路采用单相桥式整流。
2.2.5.2 输出整流滤波回路
电源的能量输出通过高频变压器实现，其主要作用是电压变换、功率传递和实现输入输出之间的隔离，与普通电力变压器的功能相仿。然而，它与比较脆弱的器件--高压开关管相连后施加较高的输入电压，其性能的优劣就不只是涉及变压器本身的效率、发热，而将决定整个电源的技术性能，甚至会导致高压开关管的损坏。因此，在绕制高频变压器时要尽量减小原、副边的漏感，从而减小功率开关管关断时的尖峰电压，降低损耗，提高效率。在副边使用全波整流的方式，然后由滤波电感和滤波电容共同完成输出滤波功能，使输出达到设计要求。
3. 开关电源的主回路设计
3.1主电路结构
半桥式开关电源主电路如图3-1所示。图中开关管Q1、Q2选用MOSFET。因为它是电压驱动全控型器件,具有驱动电路简单、驱动功率小、开关速度快及安全工作区大等优点。半桥式逆变电路一个桥臂由开关管Q1、Q2组成,另一个桥臂由电容C1、C2组成。高频变压器初级一端接在C1、C2的中点,另一端接在Q1、Q2的公共连接端,Q1、Q2中点的电压等于整流后直流电压的一半,开关Q1、Q2交替导通就在变压器的次级形成幅值为Vi2的交流方波电压。通过调节开关管的占空比,就能改变变压器二次侧整流输出平均电压V o。Q1、Q2断态时承受的峰值电压均为Vi，变压器原边并联的R7、C3、VD1组成RCD吸收电路，C5和R9用来吸收高频尖峰。
VSH0R6100RS808R71R1100k/1WIRF840 Q1C3C1470UF 250V10KR3103FR307C5R9150uHC61000uv 50V18VR10R2100K/1WC2IRFP840 Q2R81C4R5R4103FR307N1:N2=35:8FR304L0COM
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3.1电源的设计要求
图3-1
（1）输出电压:额定工作电压15V； （2）输出电流:额定工作电流1A； （3）输入条件:50Hz，交流220V； （4）纹波电压?Vor为20mV。
3.2输入整流回路的电路设计
3.2.1 输入整流回路的结构
输入整流回路的结构图（3-2）
图3-2
3.2.2 输入整流回路的器件的计算选型 输入整流滤波电路，主要有两部分组成: ⑴ 整流桥；
⑵ 输入滤波电路。 3.2.2.1 整流桥
输入为50Hz交流电，电压为220V 1. 整流桥的耐压:
整流二极管的峰值电压可用公式（3-1）计算:
U=220×(1+25%)×1.414=388.85V 公式（3-1）
取裕量，整流桥的耐压选为1000V.
2. 整流桥的额定电流:
因为电源的输入功率随效率变化，所以应取电源效率最差时的值。 在此，我们按一般开关电源的效率取值，取ηmin=0.8 电源的输入功率可用公式（3-2）计算:
Pin=
15P0 ==18.75 （W） 公式（3-2） ?min0.8最大输入线电流可用公式（3-3）计算:
Pin18.75Imax=P= =0.1218A 公式（3-3）
220?（1?30%）154考虑瞬间冲击电流，留裕量取整流桥的额定电流为8A。最后选择整流桥RS808
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3.2.2.2 输入滤波电容
输入电容器Cin决定于输出保持时间和直流输入电压的纹波电压的大小，而且要在计算流入电容器的纹波电流是否完全达到电容器的容许值的基础上进行设计。通过直流输入电路的平均电流可用公式（3-4）计算：
Pin18.75Idc= ==0.0744 (A) 公式（3-4 ）
E180?1.4E为输入电压最低时输入整流电路的输出平均电压。计算单相全波整流电路滤波电容的经验公式（3-5）计算:
Cin=（400~600）×Idc 公式（3-5）
=（400~600）×0.0744 =29.76~44.64 （uF）
实际用两个470uF/250V的电解电容串联，放电电阻为两个R1=100K/1W电阻并联在电容上。
3.3 DC-AC逆变回路的设计
3.3.1 半桥电路的结构与工作过程
在半桥式逆变电路中，变压器一次侧的两端分别连接在电容C1,C2的中点和开关S1, S2中点。电容C1,C2的中点电压为Ui2。S1与S2交替导通，使变压器一次侧形成幅值为Ui2的交流电压，改变开关的占空比，就可以改变二次侧整流电压Ud的平均值，也就改变了输出电压Uo。 半桥式电路的结构如图3-3:
C1VD1S1W2W1UiW3C2S2VD2C3L
图3-3
具体的工作过程叙述如图（3-4）所示:
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→→→→→C1S1→W2→→VD1→LW1→UiC2VD2S2W3 （a）
→C1S1W2LVD1W1→→→→UiC2S2W3→→→→ (b) →→S1→C1W2VD1LC3→→W1→→→→UiC2→S2W3→→C1W1→→UiC2S2W3→→ (d)
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→→→VD2→→→ (c) →S1W2LVD1C3→→→→→VD2→→→→VD2→→→C3→→→→
→→→C3→