频率受输入电压和输出电流的影响，占空比也受输入电压的影响。在输入电压最高和空载时，工作频率最高。也正是因为工作频率波动较大，滤波电路的设计也相应较难。相对于它的缺点，电流的优势也比较突出。首先是电路结构简单，只需要少数分离原件就可以得到需专用芯片才能实现的电压输出性能，通过良好的设计就可以获得高效和可靠的工作。其次，许多与驱动有关的困难驱动波形变压器饱和等共页第页在自激变换器中得到很好的解决。而且，由于总是工作于完全能量传递模式，副边整流二极管正向导通电流到零，反向恢复电流和损耗很小，产生的振铃相对于不完全能量传递模式也要小很多，因此输出的高频杂音也要小很多。另外，原边主管开通始终是零电流，因此效率较高。早期的变换器只适用于小功率以下的开关电源。近年来，随着研究的深入，改进后的电路解决了交叉导通和变压器饱和等许多棘手问题，其廉价高效可靠的性能备受人们青睐。它的工作形式是完全能量传递型，用电流容易实现。在结构上是单极点系统，容易得到快速稳定的响应。为了减少传统变换器存在的开关损耗，提高效率，增大其输入电压的适应范围，改进型电路加入了恒流激励以及延迟导通电路。由于增加了恒流激励以及延迟导通电路，其振荡分析与传统的变换器有些不同，虽然其电路比较复杂，但其性能大有改善，能在范围内正常工作，可提供以上功率，其性价比大有提高。基于以上特点，电路在低成本高性能电源设备中广泛应用，例如低压小功率模块家用电气手机充电器等。共页第页第二章电路基础简介电路工作原理图工作基本原理图下面说明实际应用中电路的工作过程。图给出实际应用最多的方式的基本电路图。为简化稳态分析，可做如下近似忽略变压器漏感对主管的集射极电压的影响，实际使用时需要箝位主电路输出电容足够大，输出绕组电压箝位于输出电压稳态时电容上的电压保持不变稳态时电阻的作用可以忽略。电路的起动接通输入电源后，电流通过电阻流向开关晶体管的基极，导通，称为起动电流。在方式中，晶体管的集电极必然由零开始逐渐增加，如图所示。因此应尽量小点。共页第页图晶体管的电流波形此时变压器的次级绕组处于短路状态，从输入侧看来，电流全部流进线圈，电阻称为起动电阻。开关晶体管处于状态时旦进入状态，输入电压将加在变压器的初级绕组上。由在数比可知，基极线圈上产生的电压为该电压与导通极性相同，因此将维持的导通状态，此时基极电流是连续的稳定电流。设晶体管的基极发射极间的电压,二极管的正向电压为,则可表示为但是，从图可知，的集电极电流为次单调增函数，经过断时间后达到，集电极电流与直流电流放大倍数之间将呈现如下关系共页第页即在上述公式成立的条件下才能维持状态。在基极电流不足的区域，集电极电压由饱和区域向不饱和区域的转移。于是，线圈的电压下降，导致线圈的感应电压也随之降低，基极电流进步减小。图方式的开关动作因此的基极电流不足状态不断加深，迅速转至状态。晶体管处于状态时如果晶体管处于状态，变压器各个绕组将产生反向电动势，次级绕组使导通，电流流过负载，经过时间后，变压器能量释放完毕，电流变为但是，此时绕组上还有极少量残留的能量，这部分能量再次返回，使基极绕组产生电压，再次，晶体管继续重复前面的开关动作。图给出各个部分的动作波形。共页第页图方式的动作波形输出电压稳定的问题方式的稳压器是通过反向电动势使次级的二极管导通向负载提供功率的。因此，单位时间内变压器存储的能量与输出功率相等，设变压器初级电感为,有因此，欲使输出电压稳定，频率最好随晶体管的时间变化而变化。共页第页图所示，要使晶体管，对于集电极电流而言，只要基极电流不足即可，既然如此，那么只要阻止来自变压器的驱动电流流过的基极，让它从旁路流过即可。这就是连接稳压二极管的目的。图方式稳压原理图的阳极与电容器的阴极相连。在期间，线圈通过导通的为充电，的电压变为负电压，的电压为于是齐纳二极管导通，驱动电流从它所形成的旁路流过，进而使。经过段时间后，由于输出电压上升，那么图中的端电压也随输出电压成正比上升。即在的期间内，变压器存储的能量向负载释放，即使存在负电源，的充电电流和次级电流也会同时流动。此间线圈和线圈的电压值分别与匝数比成正比,即式中分别为的正向电压降。反之也为，带电阻为欧姆的轻载时，仿真电路的主要波形，如图所示。共页第页图间歇振荡时主要波形图如上图所示，当输入电压增大，负载电流小到定程度时，变压器中存贮的磁能释放速度变慢，稳压二极管的导通时间增长，晶体管的截止时间也增长，形成几百到几的阻塞振荡,变压器便发出此频率的振荡噪声，同时负载电压的纹波系数也会增大。另方面，由于在控制电容两端并联了电阻,使得电容能够在间歇振荡期间通过电阻放电，从而使电容的阴极电压提高。这样可以使副边电压下降时，不至于下降过多之后晶体管才会导通，从而使得输出电压变得平稳，有利于纹波系数的减小。电路的改进及改进后的仿真为了抑制消除这种间隙振荡现象，下面设计恒流电路从而提高电路的输入范围，共页第页提高电路带载能力。经过改进后的电路的设计如图所示。图带有恒流的电路如上图所示，旦输入电压大于稳压二极管的击穿电压，那么晶体管的基极电压就会被钳制在，从而流过晶体管基极电流就会被固定。当输入电压最低时仍能保证能被击穿，即输入电压为时能击穿，故有从而可以求得实际取与稳压二极管串联的电阻取为。改进后的电路，输入可以在之间变化，并且不会出现间歇振荡现象。下面的波形是在输入为，带电阻值为欧姆的轻载时得到的电路主要波形图，如图所示。共页第页图改进后的电路主要仿真波形从电路波形图可以看出，即使输入为，控制电路中晶体管的基极电压最大也只有，而如果没有加入恒流源，则晶体管基极驱动电压最大可以达到因此加入恒流驱动后可以有效的降低了基极驱动电路，从而当晶体管截止时从稳压二极管流过的电流将会大幅地降低，因此抑制消除了间歇振荡现象。从晶体管的集电极电压波形可以看出，此时并没有完全开通即没有工作在饱和区，而是工作在放大区。把它的波形放大后看，如图所示。共页第页图集电极波形图由图可以看出，当电流带个轻载时，电路的输出电流减小，则周期变短，频率增大，同时时间亦变短，晶体管没有完全开通，因此无法充分执行功率晶体管的驱动，导致的损耗增加。共页第页第四章电路间歇振荡的应用实例三星型放像机中的型开关电源录放像机电源的特点是负载变动范围大，当接通电网电压，未按开机键时电源时，所带负载最小。在按下快进快倒或出盒键时负载电流最大。因此，若采用简易的自激式开关电源，其故障率是极高的。三星型放像机中的型开关电源由大部分组成，本文只讨论其次侧电路，如图所示。该开关电源适应的电压输入，同时允许空载。图电路在放像机中的应用自激振荡电路自激振荡电路由厚膜电路电源自激变换器电平控制电路过电流限制电路等组成。型号为，其内部电路见图其中为开关管，为电平开关管，为过电流保护管。内的与脉冲变压器组成间歇振荡电路。开机后，电网电压经整流滤波后输出电压，路经绕组加到，另路经,与分压为，对充电，其充电电流经，使导通，通过④绕组产生正反馈脉冲，经,反馈到，使之迅速饱和，开始自激振荡。和反馈电路反馈系数较大，电网电压即使共页第页在仍可使开关电源工作。为了防止电网电压升高时过饱和，电路中设置了由和组成的可变分流驱动电路。④绕组输出的正脉冲路经整流滤波后加到，另路经加到，使在导通期间，当正反馈脉冲幅度增大时导通程度也增大。与此同时，在截止期间④绕组输出的脉冲电压当为负④为正时导通，向充电。此充电电压正比于输人的电网电压，反比于负载电流。当④绕组输出的脉冲电压反相时，截止输出的正脉冲电压使导通，同时还通过使导通，其导通程度取决于的充电电压和的正脉冲幅度。由于的充电电压与的正脉冲峰值随电网电压的升高而升高，因此的的放电电流也随电网电压的升高而增大，对激励脉冲的分流也增大，使正反馈电流得以平衡。稳压控制和保护电路④正反馈绕组输出的脉冲电压经整流滤波，产生的直流电压，送人④。进入④的正电压加到，进入的负电压加到由,组成的分压器上，经分压后产生以上的电压为稳压管。当④绕组输出的脉冲电压升高时，④的正电压升高，导通，使也导通，停振，输出电压下降当④绕组输出的脉冲电压下降时截止，又重新振荡。这种方式的特点是电路简单，且对电源空载有保护作用。当空载时，导通时间延长，产生阻塞振荡，输出电压大幅度降低，当负载达到定程度时输出电压自动恢复。由于在负载变动许可范围内不允许有阻塞振荡现象发生，因此,的分压比相当重要。为负温度系数热敏电阻，当温度升高时，其电阻值自动减小，导通时间延长，占空比减小功耗减小，保护不被热击穿。共页第页第五章总结与展望本文主要阐述了电路的基本原理，并通过计算设计了款输出为的电路。通过仿真演示，可以看出设计的电路基本符合设计要求。同时，本文还针对电路在轻载或空载时经常出现的间歇振荡现象做出了定的分析，并设计出特定的电路从而防止这种间歇振荡现象在大功率输出时对电气设备的危害。当然，间歇振荡现象并非完全是有害的。通过分析收集的各种资料以及本文对三星型放像机中的型开关电源的阐述可以看出，当电路需要工作在轻载或空载时，可以利用间歇振荡，从而减小电路工作的功率，降低损耗，提高工作效率。在实际的设计中还需要考虑以下几个问题防止启动时电路集电极电流过大，需要在电路中连接型晶体管，如图所示，从而旦开关管的集电极电流使上的电压降超过,则，从而构成的基极电流分流，并起限制的集电极电流过高的稳流作用。图起动时的保护措施加强缓冲电路。变压器漏感储存的能量通过缓冲电路的作用来抑制电压。但是，开关电流流过导线电感同样存储了能量，在开关晶体管的瞬间，仍会产生浪涌电压。这个浪涌电压可以通过