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文檔簡介

1、 CE Marking(CE 標示)是產品進入歐盟境內銷售的通行證。歐盟為了保障其會員國內人民生命與財產安全,陸續訂出了許多安全指令,規定出許多需要粘貼CE標志的產品,如機械、低電壓電氣產品、電磁兼容性產品等。有些產品更強制規定須由核可之驗證機構執行驗證,取得證明后一律貼上CE標志 “CE”標志是一種安全認證標志,被視為制造商打開并進入歐洲市場的護照。凡是貼有“CE”標志的產品就可在歐盟各成員國內銷售,無須符合每個成員國的要求,從而實現了商品在歐盟成員國范圍內的自由流通。 在歐盟市場“CE”標志屬強制性認證標志,不論是歐盟內部企業生產的產品,還是其他國家生產的產品,要想在歐盟市場上自由流通,就

2、必須加貼“CE”標志,以表明產品符合歐盟技術協調與標準化新方法指令的基本要求。這是歐盟法律對產品提出的一種強制性要求。 CE兩字,是從法語“Communate Europpene”縮寫而成,是歐洲共同體的意思。歐洲共同體后來演變成了歐洲聯盟(簡稱歐盟)。 近年來,在歐洲經濟區(歐洲聯盟、歐洲自由貿易協會成員國,瑞士除外)市場上銷售的商品中,CE標志的使用越來越多,CE標志加貼的商品表示其符合安全、衛生、環保和消費者保護等一系列歐洲指令所要表達的要求。 在過去,歐共體國家對進口和銷售的產品要求各異,根據一國標準制造的商品到別國極可能不能上市,作為消除貿易壁壘之努力的一部分,CE應運而生。因此,C

3、E代表歐洲統一(CONFORMITE EUROPEENNE)。事實上,CE還是歐共體許多國家語種中的"歐共體"這一詞組的縮寫,原來用英語詞組EUROPEAN COMMUNITY縮寫為EC,后因歐共體在法文是COMMUNATE EUROPEIA,意大利文為COMUNITA EUROPEA,葡萄牙文為COMUNIDADE EUROPEIA,西班牙文為COMUNIDADE EUROPE等,故改EC為CE。當然,也不妨把CE視為CONFORMITY WITH EUROPEAN (DEMAND)(符合歐洲(要求)。 CE標志的意義在于:用CE縮略詞為符號表示加貼CE標志的產品符合有關

4、歐洲指令規定的主要要求(Essential Requirements),并用以證實該產品已通過了相應的合格評定程序和/或制造商的合格聲明,真正成為產品被允許進入歐共體市場銷售的通行證。有關指令要求加貼CE標志的工業產品,沒有CE標志的,不得上市銷售,已加貼CE標志進入市場的產品,發現不符合安全要求的,要責令從市場收回,持續違反指令有關CE標志規定的,將被限制或禁止進入歐盟市場或被迫退出市場。用UC3842進行開關電源的設計一、 設計目的用UC3842新型集成開關電源芯片進行開關電源設計,市電輸入采用無工頻變壓器設計,開關管的觸發調整信號采用高頻40KHZ的PWM(脈寬調制信號),達到額定輸出為

5、5V,7A的高精度穩壓輸出,電源輕便,簡潔明快。1、 UC3842的性能特點:(1) 它屬于電流型單端PWM調制器,具有管腳數量少、外圍電路簡單、安裝調試簡便、性能優良、價格低廉等優點。能通過高頻變壓器與電網隔離,適于構成無工頻變壓器的2050W小功率開關電源。(2) 最高開關頻率為500kHZ,頻率穩定度達0.2%。電源效率高,輸出電流大,能直接驅動雙極型功率晶體管或VMOS管、DMOS管、TMOS管。(3) 內部有高穩定度的基準電壓源,典型值為5.0V,允許有±0.1V的偏差。溫度系數為0.2mV/。(4) 穩壓性能好。其電壓調整率可達0.01%/V,能同第二代線性集成穩壓器(例

6、如LM317)相媲美。啟動電流小于1mA,正常工作電流為15mA。(5) 除具有輸入端過壓保護與輸出端過流保護之外,還設有欠壓鎖定電路,使工作穩定、可靠。(6) 最高輸入電壓=30V,輸出最大峰值電流=1A,平均電流為0.2A,本身最大功耗=1W,最大輸出功率=50W。2、 UC3842的引腳排列及內部框圖UC3842采用DIP-8封裝如上圖1,管腳、GND端分別接輸入電壓、輸出電壓、地。為內部5.0V基準電壓引出端。/是外接定時電阻、定時電容的公共端。UC3842內部框圖如圖2,其主要包括5.0V基準電源,振蕩器、誤差放大器,過流檢測電壓比較器、PWM鎖存器、輸入欠壓鎖定電路、門電路、輸出級

7、、34V穩壓管。二、 總體電路框圖及單元功能分析1、 輸入單元(1)電源噪聲濾波器電源噪聲濾波器電路如圖4該濾波器有兩個輸入端,兩個輸出端和一個接地端,制作使用時外殼使用金屬屏蔽并接地,電路包括共模電感L、濾波電容器C1C4。L對串模干擾不起作用,但當出現共模干擾時,由于兩個線圈的磁通方向相同,經過偶合后總電感量迅速增大,因此共模信號呈現很大的感抗,使之不易通過。C3、C4跨接在輸出端,經電容分壓后接地,能有效的抑制共模干擾。(2)整流濾波器從電源噪省濾波器經過噪聲濾波輸出后的電壓從整流濾波器(圖5)輸入,經過D1D4進行橋式全波整流送往R1和C5組成的r型濾波電路進行濾波,得到+300V的非

8、穩壓的直流輸出。采用橋式全波整流可省去笨重的輸入變壓器,使設計重量可大大減輕,輸出也得到近似平滑的良好直流電壓,轉換效率相對較高。2、調整控制單元(1)振蕩電路由R2、C7與UC3842內部振蕩器,+5.0V基準電源一起完成振蕩,產生高頻信號。+5.0V基準電壓經過定時電阻R2給C7充電,然后C7再經過芯片內部電路進行放電,從第4腳得到鋸齒波電壓。由于輸出采用脈寬調制控制方式,考慮到、上的噪聲電壓也會影響輸出脈沖寬度,振蕩電路加了消噪電容C6。(2)啟動、反饋補償電路剛啟動開關電源時,UC3842所需要的+16V工作電壓暫由R6、C9電路提供。+300V直流高壓經過R6降壓后加至UC3842的

9、輸入端,利用C9的充電過程使逐漸升至+16V以上,也就實現了軟啟動。一旦開關管轉入正常工作狀態,自饋線圈N2上所建立的高頻電壓經D5、C9、C10濾波后,就作為芯片的工作電壓。至此啟動過程結束。啟動電路中有一34V穩壓管,一但輸入端出現高壓,此穩壓管就被擊穿,將鉗位于34V,保證芯片不至損壞。輸入電壓鎖定的目的是當輸入欠壓時,開關功率管自動關斷,不至于欠壓大電流運行。由于噪聲干擾的影響,開關功率管有可能超負荷工作而損壞,為此給芯片加了PWM鎖存器。其作用是保證在每個時鐘周期內只輸出一個脈寬調制信號,能消除在過流檢測比較器翻轉時間產生的噪聲干擾。R4、C8用以調整誤差放大器的增益和頻率響應。自饋

10、線圈N2的輸出電壓經過R5、R3分壓后作為比較電壓、與內部5.0V基準電壓經過誤差放大器進行比較調整,使為5.0V的穩定電壓輸出。R8上的電流反饋信號,通過R7衰減從3腳過流檢測入,送入電流檢測比較器進行比較,使輸出得到電流鉗位目的,輸出電流被限制在7A以下。2、 輸出單元 由于采用的是高頻調制信號的方法,故輸出級電源變壓器很小,調整管采用頻率響應快的N溝道場效應管,輸出級受UC3842PWM波調整,通過VT進行功率轉換,+300V直流電壓從T原邊N1流經VT輸出變壓器原邊產生大電流的PWM電壓波,經過T變比偶合,使輸出端產生大電流的電壓,輸出通過D7整流,C12濾波,使輸出為平滑穩定的5.0

11、V穩壓輸出。輸出電路見圖8。N2輸出用作電壓負反饋。三、 總電路原理圖 圖中220V交流電壓經過3A/600V橋式整流和電阻R、電容C5濾波,得到大約+300V自流電壓。此直流高壓被高頻變壓器T斬波和降壓,變成頻率為40KHZ的矩形波電壓,再經過D7、C13整流濾波,就得到直流輸出電壓。它采用固定頻率、改變脈沖寬度的調壓原理,其工作過程是首先對輸出電壓(N2反饋的電壓)進行采樣,然后依次經過誤差放大器、過流檢測比較器、PWM鎖存器、門電路和輸出級,去控制開關功率管的導通時間()和關斷時間(),以決定高頻變壓器的通斷狀態,最終達到穩壓輸出的目的。(穩壓流程:1、市電變化引起:市電+300V比較P

12、WM變窄 實現穩壓;反之:市電+300V比較PWM變寬 實現穩壓;2:負載變化引起:負載比較PWM變寬 實現穩壓;負載比較PWM變窄 實現穩壓)。 UC3842屬于電流型脈寬控制器。所謂電流控制型是指,一方面把自饋線圈的輸出電壓反饋給誤差放大器,在與基準電壓進行比較后,得到誤差電壓;另一方面初級線圈中的電流在取樣電阻R8上建立的電壓,直接加到過流比較器的同相輸入端,與作比較,進行控制脈沖的占空比,使流過開關功率管的最大峰值電流始終受誤差電壓的控制,這就是電流控制型的原理,其優點是調整速度快,一旦+300V輸入電壓發生變化,就立即引起的變化,迅速調整輸出脈沖的寬度。因此采用電流控制型脈寬控制器,

13、可以大大改善開關電源的電壓調整率及電流調整率。(穩流過程:1、電壓變化引起:+300V過流比較PWM變窄 實現穩流;+300V過流比較PWM變寬 實現穩流;2、負載變化引起:負載過流比較PWM變窄 實現了穩流;負載過流比較PWM變寬 實現穩流)。 四、選擇器件與參數計算1、噪聲濾波器器件選擇與參數計算 L的電感量一般取幾毫亨至幾十毫亨,視電源噪聲濾波器的額定電流I而定。表1列出L與I的對應關系。表1 電感量與額定電流的關系額定電流I(A)136101215電感量范圍(mH)812240.40.80.20.30.10.150.070.08L典型值(mH)82.50.780.2250.110.07

14、3C1、C2采用薄膜電容器,容量范圍大至是0.010.47Uf,主要用來消除串模干擾。C3、C4跨接在輸出端,經電容分壓后接地,能有效的抑制共模干擾。C3、C4宜選用陶瓷電容器,容量范圍是22004700Pf,耐壓值為630V。為提高防潮、抗震動與沖擊性能,元件裝入金屬殼后用環氧樹脂封固。2、震蕩頻率計算 震蕩頻率的計算公式為:f= (1.1)將R2=10K,C6=4700p代入公式(1.1),f=38.3kHz,可近視40kHz。 3、輸出高頻變壓器的計算型號磁芯面積E-70.49E-121.44E-172.89(1) 磁芯的選擇高頻變壓器的最大承受功率與磁芯截面積(單位)之間存在下述關系:

15、=0.15 (1.2)實際輸出功率為=5*7=35。設效率為=70%,=0.7*35=50W,留設計余量,取=80W,代入公式(1.2)得=1.34,查上表E-12=1.44,與之最接近。E-12的飽和磁通密度為=400T,使用時為防止出現磁飽和現象損壞開關功率管,可取B=250T。(2) 計算脈沖最大占空比 公式:=.100% (1.3)取市電輸入范圍176-264V。經全波整流和濾波后的直流輸入電壓360V,240V。單端反激式開關電源中所產生的反向電動勢e170V,線圈漏感造成的尖峰電壓=100V。代入公式(1.3)=41.5%。(3)初級線圈的電感量 公式: = (1.4)將=70%,

16、=240V, =41.5%,=35W,f=40kHz代入(1.4)得=2.48mH。(3) 求峰值電流和過載保護電流 公式:= (1.5)=1.3 (1.6)求出=1.0A=1.3A 在次級線圈上的儲能為W=2.1mJ (4)求初級線圈N1匝數 公式:N1.= (1.7) 將W=2.1mJ,B=250mT, =1.44代入(1.7),得N1.=116.7安匝。固N1=89.7匝,取90匝。(4) N2,N3計算 公式:N= (1.8) 式中 線圈兩端的電壓;整流二極管的正向壓降。 N2=11.1匝 取11匝 N3=2.85匝 鑒于當輸出電流達7A時,線圈的銅阻和輸出引線電阻上均會產生較大的壓降

17、,會造成輸出電壓的失落,應當提升,增加N3的匝數,可取4匝。用4股1.0高強度漆包線繞制。(5) 計算空氣隙 =0.6mm 4、周邊器件采用IRFPG407型(4.3A、1000V、150W)N溝道功率場效應管作開關功率管。D1D4采用3A/1000V的FR305型快速恢復二極管。輸出整流濾波D7選擇D80-004型肖特基二極管。五、 結論通過本例采用UC3842設計的開關電源輸出電壓穩壓精度高,對電壓波動反映迅速,負載適應性強,負載短路能迅速限流保護,不至燒壞元件。小巧輕便,簡潔明快。缺點:1、電源噪聲濾波器由于是基本電路,濾波效果只能滿足普通應用無特殊干擾的場合,如需要在特殊強干擾場合使用

18、,可設計成3級濾波形式電路。2、變壓器設計復雜,繞制工作量大,設計電路時盡可能設計與市面成品變壓器相近參數,以便成品直接選用。六、本設計所參考書籍電子技術基礎設計中央廣播電視大學出版社 任為民 主編智能化UPS供電系統原理與檢修電子工業出版社安 李成章 主編新型特種集成電源及應用人民郵電出版社 沙占友 等編著電子技術實驗指導中央廣播電視大學出版社 郭淑珍 編通用集成電路速查手冊山東科學技術出版社 功耗小,效率高。在電源適配器中,開關管在激勵信號的激勵下,交替地工作在導通截止和截止一導通的開關狀態。開關管的轉換速度很快,其頻率一般為50kHz左右,在一些技術先進的國家,甚至可以做到幾百或近1000kHz,這使得開關管的功耗很小,電源適配器的效率

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