基于磁放大器的大電流多輸出開關(guān)穩(wěn)壓電源的研究
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整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)是由輸出LC濾波器、控制復(fù)位電流模塊、采樣網(wǎng)絡(luò)和PI調(diào)節(jié)器所組成。一個(gè)穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)必須同時(shí)具有下面兩個(gè)條件：一是截止頻率
5.1 輸出LC濾波器
輸出LC濾波器的等效電路如圖5所示：
圖5中的Resr是電容的等效串聯(lián)電阻，此處的電容值為1000uF，等效串聯(lián)電阻為0.12#8486;。則LC濾波器的增益曲線如圖6所示。
其中：
從上面等效電路可知，LC輸出濾波器的傳遞函數(shù)為：
所以LC濾波器在截止頻率
5.2 控制復(fù)位電流模塊
控制復(fù)位電流模塊的增益
由于輸出電壓為5V，式中取
5.3 采樣網(wǎng)絡(luò)
對(duì)于UC3838A控制模塊，其誤差放大器所能容忍的參考電壓為2.5V，而輸出電壓是5V，使采樣電阻R5=R6 , 所以采樣網(wǎng)絡(luò)的增益
在截止
所以整個(gè)
5.4 PI調(diào)節(jié)器
通過(guò)前面的計(jì)算、分析可知
該二階誤差放大器的傳遞函數(shù)為:
通常，C6C4 固有：
其增益曲線如圖7中所示。由于
由：
可得：K=22.9
由式（8）可知：
式中：取R14=100K#8486;
故：
PI調(diào)節(jié)器的增益曲線如圖7所示，本設(shè)計(jì)中必須注意PI調(diào)節(jié)器增益曲線中兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率的設(shè)計(jì)，因?yàn)橛瓜到y(tǒng)穩(wěn)定，截止頻率所處的中頻段必須有一定的寬度，
根據(jù)：
有
同理：
滿足：
5.5 整個(gè)系統(tǒng)開環(huán)增益分析
將曲線
6 計(jì)算機(jī)仿真
通過(guò)上面的分析與計(jì)算，以及給定的各個(gè)元件的參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，其仿真波形如圖9所示。從仿真波形中可以看出：輸出電壓能夠滿足設(shè)計(jì)的需要。并且在實(shí)驗(yàn)室與實(shí)際生產(chǎn)中驗(yàn)證：該開關(guān)電源的效率可達(dá)85％，穩(wěn)壓精度高達(dá)98.5％。
7 結(jié)束語(yǔ)與應(yīng)用前景
對(duì)于大電流多組輸出的開關(guān)穩(wěn)壓電源，用傳統(tǒng)的電壓負(fù)反饋不能解決輔助輸出電壓的穩(wěn)定，本文中采用了磁放大器后相校正的方式解決了其輸出電壓的穩(wěn)定，而且磁放大器后相校正方式具有的價(jià)格便宜、繞制方式簡(jiǎn)單、控制芯片的外圍電路簡(jiǎn)單和閉環(huán)易于控制的優(yōu)點(diǎn)，且利于推廣應(yīng)用。本文所設(shè)計(jì)的新型大電流多輸出開關(guān)穩(wěn)壓電源已在深圳一家公司得到了應(yīng)用，使用效果良好。
參考文獻(xiàn)
[1] 呂厚余，自動(dòng)控制原理,重慶大學(xué)出版社，1998
[2] 張惠,馮英.電源大全[Ｍ].成都:西南交通大學(xué)出版社,1993
[3] Pressman, Switching power supply design, Electrical Engineering series, Second Edition
評(píng)論