摘要：由于儀器所用電源的體積和重量通常受到限制，為此提出一種由MOSFET控制，并且由高頻變壓器隔離的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)方法。該電源具有體積小、重量輕、抗干擾性能強(qiáng)，輸出電壓穩(wěn)定，調(diào)壓范圍廣，電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，性價(jià)比高，使用方便等特點(diǎn)。

　　引言

　　功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET是一種單極型電壓控制器件，它不但具有自關(guān)斷能力，而且具有驅(qū)動(dòng)功率小，關(guān)斷速度快等優(yōu)點(diǎn)，是目前開(kāi)關(guān)電源中常用的開(kāi)關(guān)器件。采用MOSFET控制的開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、成本低的優(yōu)勢(shì)，因此，較適合作儀器電源。本文給出了一種由MOSFET控制的大范圍連續(xù)可調(diào)（0～45V）的小功率穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)實(shí)例。

　　一、總體結(jié)構(gòu)與主電路

　　圖1為該電源的總體結(jié)構(gòu)框圖。工作原理如下：

　　圖1　原理方框圖

　　全橋整流電路將電網(wǎng)電壓220V整流成不可調(diào)的直流電壓Ud=1.2U約等于198V。兩個(gè)等值濾波電容上的電壓分別為99V以上，經(jīng)DC/AC變換器逆變之后輸出20kHz、脈寬可調(diào)的交流電壓，又經(jīng)高頻變壓器的兩個(gè)副邊分正負(fù)半周送入整流濾波電路，輸出直流電壓。該電源直流輸出電壓的大小靠PWM發(fā)生器的輸出脈沖寬度來(lái)控制。

　　主電路如圖2所示。

　　圖2　主電路

　　主電路中實(shí)現(xiàn)DCPAC變換的關(guān)鍵元件是功率場(chǎng)效應(yīng)管VT1和VT2。當(dāng)VT1管開(kāi)通，VT2截止時(shí)，電路中的電流從電容C1正極到VT1的D1-S1，再通過(guò)變壓器原邊回到電容器C1的負(fù)極形成回路，uAB為正電壓。變壓器的副邊感應(yīng)電壓同名端為正，VD1導(dǎo)通，輸出U0上正下負(fù)。

　　當(dāng)VT2開(kāi)通，VT1關(guān)斷時(shí)，同樣可推出上述結(jié)論：U0上正下負(fù)。U0的大小取決于控制電路使VT1、VT2的導(dǎo)通時(shí)間。

　　二、控制電路

　　控制電路功能是實(shí)現(xiàn)PWM波形合成及可控DC/AC變換器的隔離驅(qū)動(dòng)。

　　1、PWM波形的產(chǎn)生

　　該電路的電源設(shè)計(jì)是以三端集成穩(wěn)壓器為核心的+-15V直流穩(wěn)壓電源。

　?。?）PWM的控制原理

　　脈寬PWM波形產(chǎn)生采用功能強(qiáng)大的TL494定頻調(diào)制芯片，該芯片有16個(gè)引腳，內(nèi)部電路與外圍電路如圖3示。

　　圖3　TL494內(nèi)部電路及外圍電路