DC---4辅助电源工作原理及调试说明
一、 设计目的与要求
1、 目的 DC---4主要作为逆变电源的辅助电源。
2、 要求①通过改变变压器等原件参数，DC---4可适合于几个电压等级输入，如现行用的 有 24V(+30%1-30%)、48V(+30%1-30%)、110V(+30%1-30%)、220V(+30%1-30%)、330V ②技术指标要求：参见《DC-XXX--系列直流--直流开关电源技术指标》
二、 DC---4工作原理及原件作用
DC---4是采用隔离式单端反激的多路输出电源。电路结构原理图见图1。
隔离式单端电源是指高频变压器作为主要隔离器件，且变压器磁芯仅工作在其磁滞回线 一侧。所谓反激式是指开关功率管VT1导通时，它在初级电感线圈(变压器初级)中储存 能量，而当VT1关闭时，初级线圈中储存的能量再通过次级线圈感应释放给负载。
单端反激式变压器的基本模式：
图1
图1中电路的工作过程：
当MOS管VT1导通时，电流从电池正极经脉冲变压器上端流经脉冲变压器至下端，再 从功率管VT1的D极至S极，最后返回至电池负极。电流在流过脉冲变压器时它在变压器 初级线圈中做功储存能量。经变压器耦合，使变压器次级产生了一个上正下负的电压，该电 压同时使与变压器次级相连接的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止。在变压 器次级回路无电流流过，即没有能量传递给负载。当MOS管VT1截止时，因电感线圈的自 感电动势作用，电流方向变成了上负下正，经耦合，变压器次级电感线圈中的电压反转过来， 即上正下负从而使得二极管导通，初级上电压经二极管整流成为直流单向脉动电压，该电压 给输出电容C充电，同时在负载RL上也有了电流IL流过。
在整个电源运行系统中，电源系统实施的是个负反馈的过程。例：因某种原因使输出电 压上升时，则采样回路把上升的信号采集至系统放大器即UC3842的反向端，经内部的比较
后输出一个减窄脉冲的过程，经脉冲变压器传递至次级，使次级的导通等面积相应减小。从 而使输出电压下降。同理，当输出电压下降时，也可理解为一个相反的过程使输出电压上升。
KM1-DC4B详细原理参见附录1
该电源根据需求，输出可以有 DC24V,48V110V220V,330V五种，输出则为标准的 12〜15V/0.7A 一路(VCC1)，5V/0.3A 一路(VDD)与 VSS1 共地，及 12V/0.3A(或为 24V/0.15A) 一路(VCC3)，24V/0.15A四路(VCC4〜VCC6)其中24V/0.15A 一般供给单相全桥主开关 管的驱动部分，或三相半桥主开关管的驱动部分，其中三相半桥主开关管因为是共地所以用 了一组VCC6供电(该电流应增大至0.3A)。
下面介绍KM1-DC4B电路及工作过程
KM1-DC4B有以下9个部分电路组成：
3)输入导向电路部分、
(切输入滤波电路部分、
(c)辅助供电部分、
(d)驱动脉冲输出主开关管和吸收阻容部分、
(e)脉冲变压器部分、
(f)次级快速二极管整流部分、
(g)输出电压采样反馈.芯片基准稳压、振荡部分、
(h)初级功率开关管过载短路保护、斜坡补偿部分、
(i)软启动部分、
(a)直流输入导向部分：
该部分由D1组成，利用二极管的单向导通作用，使辅助电源只能在正向供电时才能正 常工作。如果输入接反，由于输入端有一个导向二极管，输入接反KM1-DC4B电源不工作。
(b)输入滤波电路部分：
该部分由C1.C2.C3.C4.L1组成。组成了口复试输入滤波部分，正常工作时，该滤波器 有两大功能，①可以有效阻止外部供电部分的杂波及浪涌电压进入辅助电源主机。②可有效 地防止辅助电源内部因开关管高速导通与截至时所产生的强烈电磁谐波辐射干扰外部供电 电源，并可减小对外的反灌噪声电压。
(c)辅助供电部分：
该部分由逆止二极管D3、快速二极管D4、上偏流电阻R1、脉冲变压器N3绕组滤波 电容C7、C8组成。输入一上电时上偏流电阻R1提供给UC3842⑦脚1.5〜2mA的启动电流。 使UC3842启动工作，(UC3842启动后，工作电压可在11.5〜22V内都可正常工作)并令开 关管VT1瞬间导通，这时反馈绕组N3也同时感应出电压，该电压提供输出交流电压并经 D4整流滤波至17V，与从流经R1的电流同时为UC3842提供工作电压。当启动瞬间过程完 成后(UC3842内部功能决定)，UC3842工作电流立即上升为＞10mA，这时R1已经输不出 这么大的电流，(如没N3绕组提供反馈电压则UC3842内部欠压功能会立即动作而关闭驱 动输出)而正好由反馈绕组N3提供输出约17V电压，给UC3842供电，从而完成了一个连 续的过程。
而当UC3842启动后，则该集成电路的工作电压在11.5〜22V之内可以可靠工作。但在 启动完成后的正常工作时，该下限关闭电压为11.3~11.5Vo
电阻R1的取值为最低直流输入供电时，使其满足＞2mA/17V。当反馈绕组辅助电源正 常工作时，此时供电在DC-17V时，要使反馈绕组N3提供的输出电压＞11.5V。如果低于 11.5V，会使UC3842欠压保护动作而无驱动输出。此时尽管瞬间D4处于导通，但因电压较 低使D3因反偏而截止。正常工作时所有的供电电流均有绕组N3承担。
(d)驱动、脉冲输出主开关管和吸收阻容部分：
由UC3842⑥脚提供驱动输出脉冲，经消振电阻R3接入到VMOS功率管VT1的G极。 该电阻的大小可控制驱动脉冲前后沿的斜坡及输出的毛刺电压VP-P。电阻阻值大，则前后 沿斜率大，VMOS功率管易发热，但输出的毛刺电压VP-P会适当减小，对于DC220-330V 供电的电源中，R3从22Q增加至75Q时，毛刺电压可减小50〜75V左右。R3可靠的选择 范围在22〜75Q之间。
吸收电阻R2吸收电容C6,吸收二极管D2组成了 VMOS主开关管VT1上端吸收回路R15、 C1
5组成了 VMOS主开关管下端阻容吸收回路。在开关电源中该部分器件一方面可以改变功 率管在关断时电流与电压的相移角度，使关断时的电压与电流相交点下移，从而使关断功率 可有效的减小，另一方面可以使主变压器在开断瞬间产生的自感电动势，(该电动势全部落 在开关管的两端)经电容吸收，从而使开关管两端的电压维持在一定的电压范围内。不使开 关管因过电压而造成击穿损坏。
(e)脉冲变压器部分：
脉冲变压器B1起到了功率传递和电压变换作用。开关功率管VT1导通时，它在初级电 感线圈中储存能量，电流方向是上正下负，而当VT1关闭时，电流方向是下正上负，同时 产生很高的自感电动势，(即长指的反峰电压，由上端、下端吸收电路耒解决)。
同理，次级线圈接快速二极管的上端(同名端)为正，二极管导通，初级线圈中储存能 量再通过次级线圈感应释放给负载。
(f)次级快速整流部分：
VCC1：由 D5、R16、C16、C17、L2、C20、R23 组成了 VCC1 (12〜15V 最大 1.5A) 的
主绕组供电部分。并联在D5二端的R16、C16是吸收D5的反峰电压，用以防止D5过电 压击穿，C17、L2、C20组成了兀行滤波电路，用以平滑直流输出。R23是直流主绕组的假 负载电阻，可使于该绕组空载时也有一点负载电流，用于稳定整个电源系统工作之用，但电 流太大时，会造成整机效率下降。
VDD：由 D6、R17、C18、C19、U2、C24、C25 组成了 VDD(5V/0.3A)的供电部分。并 联在D6二端的R17、C18是吸收D6的反峰电压，用以防止D6过电压击穿，C19、C24、 C25组成了前后级滤波电路，用以平滑直流输出。U2是一个输出为5V/1A的三端稳压电路， 最大稳定电流为1人。目前只用0.3A，用于稳定输出。
VCC2：由 D9, R24, C28, C29, U3, C30，C31，C32 组成了 VCC2(12V 0.3A/24V 0.15A) 的供电部分。并联在D9二端的R24、C28是吸收D9的反峰电压，用以防止D9过压击穿， C29、C30组成了前后级滤波电路，用以平滑直流输出，C31、C32用于吸收尖峰毛刺电压。 U3是一个输出为12V/1A的三端稳压电路，最大稳定电流为1A。目前只用0.3A，用于稳定 输出。
VCC3:由 D10，R25，C33，C34，U4，C35，C36, C37 组成了 VCC3(24V/0.15A)的供
电部分。并联在D10二端的R25, C33是吸收D10的反峰电压，用以防止D10过电压击穿， C34、C35组成了前后级滤波电路，用以平滑直流输出，C36、C37用于吸收尖峰毛刺电压。 U4是一个输出为24V/1A的三端稳压电路，最大稳定电流为1人。目前只用0.15A，用于稳 定输出。
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