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单片开关电源系统设计 第3页

更新时间:2010-2-16:  来源:毕业论文
单片开关电源系统设计 第3页
   图2-3由分立式SCR构成的输出过电压保护电路    图2-4 双向触发二极管的结构,符号及等效电路
                                                             a结构  b符号 c等效 d电路特性曲线
由双向触发二极管构成的输出过电压保护电路如图2-5所示,一旦输出过电压,使Ufb超过了DIAC的转折电压时,DIAC就导通,将光敏晶体管的Uce电压进行钳位,使Uc降低,TOPSwitch被关断。图中使用一只MBS4991型双向触发二极管,其正。反向转折电压均为10V,最大导通电流为2A,功耗为0.5W。R为限流电阻。

    3.由稳压管构成的输出过电压保护电路
    电路如图2-6所示。这里使用一只1N5231B型5.1V、20mA的 稳压管来限制输出电压值。当光敏晶体管损坏或二次绕组开路时,也能起到保护作用。1N5231B可用国产稳压管2CW340代替。      
      图2-5由DIAC构成的输出过电压保护电路                  图2-6由稳压管构成的输出过电压保护电路
2.3接地技术
“接地”有设备内部的信号接地和设备接大地,两者概念不同,目的也不同。“地”的经典定义是“作为电路或系统基准的等电位点或平面”。
a.设备的信号接地
    设备的信号接地可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点。它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。在这里介绍浮地和混合接地,另外还有单点接地和多点接地。
(1)浮地
采用浮地的目的是将电路或设备与公共接地系统,或可能引起环流的公共导线隔离开来,浮地还可以使不同电位间的电路配合变得容易。实现电路或设备浮地的方法有变压器隔离和光电隔离。浮地的最大优点是抗骚扰性能好。
    浮地的缺点是由于设备不与公共地相连,容易在两者间造成静电积累,当电荷积累到一定程度后,在设备地与公共地之间的电位差可能引起剧烈的静电放电,而成为破坏性很强的骚扰源。
    一个折中方案是在浮地与公共地之间跨接一个阻值很大的释放电阻,用以释放所积累的电荷。注意控制释放电阻的阻值,太低的电阻会影响设备泄漏电流的合格性。
   (2)混合接地
    混合接地使接地系统在低频和高频时呈现不同的特性,这在宽带敏感电路中是必要的。电容对低频和直流有较高的阻抗,因此能够避免两模块之间的地环路形成。当将直流地和射频地分开时,将每个子系统的直流地通过10-100uF的电容器接到射频地上,这两种地应在一点由低阻抗连接起来,连接点应选在最高翻转速度(di/dt)信号存在的点。
b.设备接大地
    在工程实践中,除认真考虑设备内部的信号接地外,通常还将设备的信号地,机壳与大地连在一起,以大地作为设备的接地参考点。设备接大地的目的是:
   (1)保证设备操作人员的安全。
   (2)释放机箱上所积累的电荷,避免电荷积累使机箱电位升高,造成电路工作的不稳定。
   (3)避免设备在外界电磁环境的作用下使设备对大地的电位发生变化,造成设备工作的不稳定。
 由此可见,设备接大地除了有对人员安全、设备安全的考虑之外,也是抑制骚扰发生的重要手段。
2.4屏蔽技术
    抑制开关电源产生的骚扰辐射的有效方法是屏蔽,既用电导率良好的材料对电场屏蔽,用磁导率高的材料对磁场屏蔽。为了防止脉冲变压器的磁场泄漏,可利用闭合环形成磁屏蔽,另外,还要对整个开关电源进行电场屏蔽。屏蔽应考虑通风和散热的问题,屏蔽外壳上的通风孔应为圆形多孔接缝处要焊接。以保证电磁的连续性,如果采用螺钉固定,则要注意螺钉间距要短。屏蔽外壳的引入、引出线处要采取滤波措施;否则,这些将成为骚扰发射天线,严重降低屏蔽的效果。若用电场屏蔽,则屏蔽外壳一定要接地;否则,将起不到屏蔽效果;若用磁场屏蔽,屏蔽外壳则不需要接地。对非嵌入的外置式开关电源的外壳一定要进行电场屏蔽,否则,将很难通过辐射骚扰测试。
⑴.开关管的屏蔽
    开关管及输出整流二极管常加上散热板或通过框架进行散热,从而上晶体管集电极、二极管的负极与散热板间产生较大的电容量,进而引起电压变化,发生共模噪声。所以在开关管的集电极、二极管的负极与散热板间放置绝缘金属板,能取得防止噪声的效果。
⑵.变压器的屏蔽
    对于变压器,为了达到传送电力的目的,除了符合线路规定的指标外,还要求泄漏的磁通小,线圈间的层间电容量小。因此,可减少空隙,选用理想衬垫,对线圈进行静电屏蔽。为了防止变压器磁通泄漏,还应在外围用铜箔带卷好来进行电磁场屏蔽。a.结构上的措施
    屏蔽是解决电磁兼容问题的重要且有效的手段之一。目的是切断电磁波的传播途径。大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决,用电磁屏蔽的方法解决电磁干扰问题不会影响电路的正常工作。
    对于开关电源来说,主要是做好机壳屏蔽、高频变压器屏蔽、开关管和整流二极管的屏蔽。

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