作者：陜西華經(jīng)微電子有限公司 林長春（西安710065）來源：《電源技術(shù)應(yīng)用》

摘要：介紹在低電壓輸入下工作的低頻交流模塊的工作原理、應(yīng)用范圍和技術(shù)指標(biāo)。 關(guān)鍵詞：開關(guān)電源 方波 脈寬調(diào)制

1 引言 高頻開關(guān)電源作為一種比較新型的穩(wěn)壓電源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點。因此在國內(nèi)外電子儀器、儀表及家用電器方面得到廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)品發(fā)展迅速，市場前景廣泛。目前高頻開關(guān)電源可分為三大類：交流/直流變換器即整流電源，直流/直流變換器即各種高低壓直流電源的轉(zhuǎn)換，直流/交流變換器即逆變器、鈴流發(fā)生器等，其中整流電源和直流變換器市場占有份額相當(dāng)大，目前主要問題是如何進(jìn)一步提高效率、減小模塊體積和控制保護(hù)智能化。逆變器市場占有率較低，而鈴流發(fā)生器在通信系統(tǒng)和聲納系統(tǒng)中的應(yīng)用則比較多。本文介紹的低輸入直流/交流變換器模塊是在低電壓下工作的鈴流發(fā)生器，用以開拓低壓鈴流的新品種供電子科技人員設(shè)計新品時參用。 2 模塊外形結(jié)構(gòu)及接線 2．1 模塊外形 模塊外形圖見圖1。 2．2 應(yīng)用接線 應(yīng)用接線見圖2。 3 電路原理 電路原理見圖3。 ic1、v1、l1、d1等組成高頻振蕩電路產(chǎn)生高電壓，供脈寬調(diào)制集成電路工作，推動v3工作在開關(guān)狀態(tài)，通過變壓器升壓、整流輸出正負(fù)高電壓，r15、r16、r17、v7、d13、ic4組成取樣比較放大電路反饋到脈寬調(diào)制器中進(jìn)行穩(wěn)壓控制。ic3、c13、r19、d12、r20產(chǎn)生低頻方波，推動v5、v6工作，使輸出兩端形成連續(xù)的25hz、有效值為75v的方波。d4、d5、l2、c2給ic2供電，保證v3正常工作，并通過v2、d3、r1、r6組成的電路關(guān)閉ic1，使其停止振蕩，r11、r12、c8組成過流檢測電路進(jìn)行過載保護(hù)，d10、d11、l5、c12組成低壓電源供給ic3方波發(fā)生器和比較放大器工作，d14、d15可防止v5與v6同時導(dǎo)通。 電路設(shè)計要點如下： （1）低壓工作選擇 由于目前通用的脈寬調(diào)制集成電路在5v左右不能工作，必須在大于8v的工作電壓下才能產(chǎn)生振蕩脈沖，同時v3也要求一個大于5v的柵極控制電壓，故設(shè)計一個串聯(lián)型開關(guān)電源給ic2供電，ic1的3腳為振蕩輸出端，通過r4、r5、v1放大，產(chǎn)生幅值為2ui的電壓，經(jīng)過d1、c2整流濾波后形成約9v的直流電壓。當(dāng)ic2正常工作時為節(jié)省電流，設(shè)計一個關(guān)閉電路，關(guān)閉ic1振蕩（ic1的4腳為開關(guān)控制端，低電平關(guān)閉，高電平振蕩）。當(dāng)整個電路正常工作時ic2電源電壓高于10v，使穩(wěn)壓二極管d3工作，觸發(fā)v2全導(dǎo)通將ic1的4腳處于低電平。 （2）輸出穩(wěn)壓設(shè)計 由于方波輸出空載到滿載時，輸出有效值變化很大，空載時峰值高達(dá)200v以上，容易損壞負(fù)載，為了安全和降低元器件成本（降低v5、v6的反壓值），采用穩(wěn)壓電路控制峰值在空載時不超過150v，為了降低功耗和縮小體積，ic4和r17的正電壓端接在ic3供電的電平上，由于高電壓的穩(wěn)定使輔助電源也比較穩(wěn)定，保證ic3正常工作。 （3）方波產(chǎn)生及穩(wěn)頻 本電路的方波產(chǎn)生是通過555時鐘電路ic3、r19、r20、d12和c13組成，d12構(gòu)成放電回路，c13、r19、r20組成低頻振蕩電路并決定振蕩頻率，其中r19與r20決定導(dǎo)通、截止的時間比率，在設(shè)計時通過調(diào)整波形選擇好合適的阻值，使之導(dǎo)通時間與截止時間相等。在穩(wěn)頻過程中，由于電阻的熱穩(wěn)定性比較好，則25hz低頻受c13影響很大，因為c13電容值較大，易受溫度影響使電容量變化（滿載時模塊的溫度高于空載），通過反復(fù)選擇試驗，最終選用穩(wěn)定性好的聚丙烯電容使輸出頻率穩(wěn)定在允許的范圍內(nèi)。 4 電性能介紹 輸入電壓＋5v±5％ 輸出電壓75v±10％（有效值） 輸出頻率25hz±3hz（方波） 輸出功率7.5w 效率70％ 輸入輸出隔離電壓≥500v 通過電性能測試滿足使用需要，如果需要更精確的低頻方波可選擇更好的方形波發(fā)生器。 5 應(yīng)用及注意事項 目前該模塊已小批量生產(chǎn)，應(yīng)用于低壓工作下的車載指揮通信系統(tǒng)中，滿足上機(jī)使