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来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-03-07 06:18 标签： 老哥俩刀耕火种
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副标题要不要
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副标题要不要　　1 高压开关电源的设计
　　高压电源输入9～18 V，输出150 V方波电压，频率可控。电路结构采用单片机控制开关电源的方式，原理框图如图1所示。主功率回路采用准谐振反激式开关电源拓扑结构，控制芯片为MC33O60，直流电压经H 桥逆变电路转换后得到150 V方波电压。电压和采样信号经A／D转换后，输入单片机（MCU）控制芯片MC68HC908JK3，单片机根据软件算法完成恒流或恒压控制，同时输出频率可调的驱动信号到H桥逆变电路，实现直流电压到方波信号的转换。电路以MCU 芯片为控制核心，不仅能完成高精度精确的受控电压和电流输出，还能实现过压保护、过流保护、上位机通讯等一些重要的辅助功能。
图1 高压开关电源原理框图
　　反激式开关变换电路如图2所示。MC33060是低功耗固定频率的脉宽调制（）控制芯片，内部集成了、误差放大器、5 V 基准源等，主要用来实现单端电压模式控制。开关管Q1导通时，输入向储能，次级整流管D1处于关断状态；Q1关断时，整流管D1导通，变压器储能输出到次级，为C4充电。振荡R1、振荡C3与内部振荡器一起产生振荡三角波，振荡波形与引脚3接收的MCU电压基准信号比较，产生PWM 信号驱动功率开关管Q1。为了降低开关管和整流管的电压应力，输出采用了倍压整流电路结构，通过整流管D1、D2和C4、C5实现了二倍压整流。
图2 反激式开关变换电路
　　尽管反激式主回路具有结构简单，成本低等优点，但在高压输出下，其电压尖峰高和纹波大显得更突出。为了减少高压电源的输出纹波噪声，电路设计引入了准谐振技术，使反激变换器工作在软开关状态，从而降低电磁干扰噪声（），提高电源转换效率。
　　开关管的导通时间：
　　式中：Lp为初级绕组量；Ip为初级峰值电流；Vin为输入电压。
　　变压器复位时间：
　　式中 VOR为次级到初级的折射电压。当次级绕组中的能量释放完毕后，VOR也将消失。Lp、开关管漏极电容Cp和绕组电阻Rp构成一个RLC谐振电路，因此折射电压随时间t的变化关系为：
　　开关管的漏源电压为：
　　由此可得到准谐振反激式变换器的一个完整工作：
　　准谐振反激式变换器的工作频率为：
　　MCU控制电路核心采用MC68HC908芯片，其内部总线速度8 M ，集成了12路8位模数转换器（ADc）、4 k Flash、2通道16位定时器等模块，控制电路如图3所示。电压电流采样信号经信号调理电路处理后，输入到单片机的ADC端口引脚6和引脚8，得到采样信号的数字量值。内置的算法程序进行计算处理后，生成电压基准值，经D／A变换器处理由引脚l9输出电压基准信号给电源管理芯片MC33060。如果输入电压、负载环境发生变化，单片机根据采样信号的偏差计算，将实时改变电压基准值，从而调整PWM信号的频率和脉宽，稳定输出电压。单片机内部的定时器产生两路PWM 驱动信号DR1和DR2，由引脚9、10输出到H桥逆变电路驱动功率管。
图3 MCU 控制电路
　　H桥逆变电路如图4所示。DR1和DR2为2路驱动信号，由单片机的定时器模块输出。DR驱动功率管Q2、Q5导通时，DR2驱动功率管Q3、Q4关断，负载供电150 V；DR1驱动Q2、Q5关断时，DR2驱动Q3、Q4导通，负载供电-150 V。因此，输入直流电压经H 桥电路作用后，在负载两端形成方波交流波形，改变定时器程序设置的频率参数就可调节方波电压的工作频率。为了减少功率管关断瞬间产生的电压尖峰，4个开关管都并联了电容。
　　出于成本考虑，本文选择了分立器件的方案构建H桥变换器。从提高电路可靠性的角度出发，还能选用集成的全桥变换器芯片，如SLA2403等。
图4 H 桥逆变电路
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