大功率可調開(kāi)關(guān)電源關(guān)鍵設計

　　DC/DC 電源拓撲一般分為三類(lèi)：降壓、升壓和升降壓。此處以降壓拓撲介紹，簡(jiǎn)化效果圖如下圖3 所示。輸出與輸入同極性，輸入電流脈動(dòng)大，輸出電流脈動(dòng)小，結構簡(jiǎn)單。

　　圖 3 Bulk 降壓斬波電路

　　在開(kāi)關(guān)管導通時(shí)間ton，輸入電源給負載和電感供電；開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)期間toff，電感中存儲的能量通過(guò)二極管組成續流回路，保證輸出的連續。負載電壓滿(mǎn)足如下關(guān)系式（2-2）：

　　2.3 典型電路與參數設計

　　典型電路如下圖4 所示。

　　圖 4 MC33060 的降壓斬波電路

　　MC33060 作為主控芯片控制開(kāi)關(guān)管的導通與截止，由其內部結構功能可知，在MC33060內部有一個(gè)+5V 參考電壓，通常用作兩路比較器的反相參考電壓，設計中1 腳和2 腳的比較器用來(lái)作為輸出電壓反饋，13 腳和14 腳的比較器用來(lái)檢測開(kāi)關(guān)管的電流是否過(guò)流。電路中2 腳通過(guò)一個(gè)反相電路接參考電壓，降壓輸出反饋經(jīng)一同相電路接MC33060 的1 腳。當電路處于工作狀態(tài)時(shí)，1 腳和2 腳電壓就會(huì )相互比較，根據兩者的差值來(lái)調整輸出波形脈寬，達到控制和穩定輸出的目的。

　　電路中過(guò)流保護采用0.1 歐姆額定功率為1W 的功率電阻作為采樣電阻，在電流過(guò)流點(diǎn)，采樣電阻上的電壓為0.1V.14 腳用作采樣點(diǎn)，因此13 腳的參考電壓由Vref 分壓設定為0.15V，相比0.1V 留有一定余地。當采樣電壓高于設定值時(shí)，MC33060 將自動(dòng)保護，關(guān)閉PWM 輸出。保護點(diǎn)還和3 腳的控制信號有關(guān)，根據對該腳的功能分析，選擇積分反饋電路，使得降壓電路在空載或滿(mǎn)載時(shí)，Comp 腳的電壓始終在正常范圍（0.5V-3.5V）之內。

　　輸出 PWM 波形的頻率由管腳5 的電容和管腳6 的電阻值來(lái)確定，降壓電路采用25KHz的波形頻率，選擇CT 值為1nF 電容，RT 為47K 的普通電阻達到設計要求。

　3.本系統設計

　　本設計采用的是DC（Direct Current）/DC 轉換電路中的降壓型拓撲結構。輸入為220VAC和0-10V 可調直流電壓，輸出為0-180V 可調，最大輸出電流能達8A，系統組成框圖如下圖5 所示。在大功率開(kāi)關(guān)電源設計中，為防止在啟動(dòng)時(shí)的高浪涌電流沖擊，常采用軟啟動(dòng)電路，本設計不重點(diǎn)介紹。

　　圖 5 系統組成框圖

　　3.1 整流濾波電路

　　采用全橋整流電路，如下圖6 所示。輸出電流要求最大達到8A，考慮功率損耗和一定的余量，選擇10A 的方橋KBPC3510 和10A 的保險管。整流后的電壓達310V，采用兩個(gè)250V/100uF 電容作濾波處理。圖中開(kāi)關(guān)S1 和電阻R1 并聯(lián)為“軟啟動(dòng)”部分，此處未作詳細講解，詳細軟啟動(dòng)設計見(jiàn)各種開(kāi)關(guān)電源軟啟動(dòng)設計。

　　圖 6 整流電路。