一款實用高性能開關電源的設計與實現

4.3不同輸入交流電壓時的開關管電壓波形

圖6(a)、(b)是負載為12V/1.1A、24V/3.2A時，不同ui下實測的開關管VT1漏極電壓ud的波形。可見當ui在低壓段90~150V時，ud為252V,并保持不變;當ui在高壓段210~260V時，ud一直保持382V不變。由此說明，電源系統實現了輸出電壓跟隨輸入交流電壓變化的目標。

4.4輸出紋波電壓波形

圖7(a)和圖7(b)分別是負載為12V/4.5A、24V/5A時的輸出紋波電壓波形。圖7(a)中12V時輸出紋波電壓ur≈25mV,峰-峰值up-p≈104mV;圖7(b)中24V時輸出紋波電壓ur≈32mV,峰-峰值up-p≈185mV。

在實測以上各關鍵點波形的同時，用WT3000型高精度功率分析儀觀察功率因數cos!的校正效果：

當電源系統不工作時，cos!只有0.625左右，但當系統運作后，cos!逐漸升高并穩定在0.952以上，最高時達到0.989。可見，設計的電源系統實現了功率因數提升的功能。

4.5實驗數據

不同負載和輸入交流電壓下測試的實驗數據見表1。表中Ui、Ii;UO、IO;Pi、PO分別表示整個電源系統的交流輸入電壓、輸入電流;輸出電壓、輸出電流;輸入功率、輸出功率。

以上樣機測試結果驗證了設計方案的合理性，說明本文所做工作是有成效的。

5 結論

由于采用APFC技術和同步整流技術并采取了電壓電流雙閉環反饋控制方案以及一系列抑制電磁污染措施，本文所設計的反激式開關電源與普通開關電源相比，具有更低的功耗和電磁污染，而且對樣機實測的功率因數cos!高于0.95。在輸出端電壓分別為12V和24V時對應系統輸出紋波電壓實測約為104mV和185mV,THD值達到3.75%以下，符合EMI國家標準，整個電源系統的效率范圍為85.8%≤η≤87.9%。

因此，本文設計的開關電源符合“綠色電源”的研發方向，可以應用于各種中小功率電子設備，尤其是無線通信基站和移動式電子裝置中的高精度穩壓電源等，具有較高的實際應用價值。

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