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实验研究 基于变频式的宽输入开关电源设计研究 作者/谢统辉，中山市技师学院 文章摘要：为了满足不同供电场合的实际情况，宽范围输入开关电源的应用领域有着很大的市场空间。在本文中笔者将对变频式的宽输入 范围开关电源设计的相关内容进行探讨。变频式的宽输入范围开关电源不同于传统的开关电源，其变频功能是设计的特色之一，能够根据 外部供电情况自主实现频率控制。变频式宽范围输入开关电源能够实现对峰值电流的控制，以满足系统对于稳定性能的要求，稳定的电源 对于后端设备的正常运行有着重要的意义，希望本文能够对变频式宽输入开关电源设计者有所帮助。 关键词：变频式；宽输入范围；开关电源 引言 引起电流的变化。 随着电源市场的不断发展和扩大，对于开关电源的性能 在输入电压比较高的时候，电流的变化会比较快，当 要求也变得越来越高，目前开关电源设计行业有一个非常重 初级电流达到电流反馈回路的峰值数值时，便会给电源内 要的概念—变频式宽输入开关电源。此设计的亮点是让开 部的控制芯片反馈信号，PWM 此时便无法输出。开关电 关电源满足现实使用需求，能够在输入电压范围超宽的模式 源的导通时间变化比较快，所以不能够为其提供充足的启 下能够正常工作。变频电源是指电源能够在不同的频率下正 动电流来控制开关管，这也就导致开关管处于饱和的导通 常工作。在本文中笔者以反激励开关电源设计为案例，对能 状态，具体如图 2。开关电源短时间便达到电流的峰值状态， 够满足工业、民用、特种电源等多种渠道应用的开关电源进 整个开关电源系统无法保持稳定的输出，严重限制了输入 行设计。 电压的范围。 1.变频式宽范围输入开关电源的工作原理 根据传统电源的设计方式，传统电源的反激励控制器主 要采用如图 1 的方式进行设计。 图 2 图 1 2.变频宽范围电源的设计 恒频电源的控制器主要是通过时钟信号来控制 MOS ■ 2.1 变频宽范围电源的参数设计 管的关断，根据电压反馈信号以及电流反馈信号的逻辑控 宽范围电源的电路设计中，最首要的是确定设计电源设 制来实现 MOS 管的导通和关断控制，假设时钟信号不发 计的输入电压值，输出功率，以及正常工作时所处于的工作 生变化，开关管将根据电压以及电流的双重反馈进行导通 频率的数值。通常变频输入频率有 30 ～ 100kHz，输入电 和关断。为了避免过流现象而影响电源中的变压器等电子 压范围可根据市场需求设计。 元器件，电流能够通过反馈电路对此类元器件进行保护。 ■ 2.2 电路设计及器件选择 电压反馈电路的左右则主要是为了确保输出电压的稳定性。 变频式的宽输入开关电源中，当电压接入之后，电压会 假设当 MOS 管导通的情况下，电源内部的变压器则要承 给电源内部的定时电阻 R 以及定时电容 C 进行充电，当振 受电源的输入电压，并且根据二极管的反向作用进行偏值， 荡器的电压上升到一定数值时便可控制定时电容进行放电， 变压器中的电流便开始上升。根据输出功率的计算方式可 放电后电压会对应的减小，电压减小后便又开始上升，这一 以算出，电流的反馈电流是一个比较稳定的反馈内容，峰 过程便是电源的震荡过程。在系统电路中稳压二