一、應(yīng)急電源的組成
應(yīng)急電源主要由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM 控制器電路、輸出整流濾波電路組成。其中，輔助電路包括輸入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等，這些輔助電路為應(yīng)急電源提供了必要的保護(hù)功能，確保其在各種工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。
二、應(yīng)急電源功率變換電路
目前在應(yīng)急電源中應(yīng)用最廣泛的絕緣柵場效應(yīng)管是 MOSFET（MOS 管）。MOS 管利用半導(dǎo)體表面的電聲效應(yīng)進(jìn)行工作，也被稱為表面場效應(yīng)器件。由于其柵極處于不導(dǎo)電狀態(tài)，輸入電阻可以大大提高，最高可達(dá) 105 歐姆。MOS 管通過改變柵源電壓的大小，來控制漏極電流的大小。
工作原理
R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2 組成緩沖器，與開關(guān) MOS 管并接，能夠減少開關(guān)管電壓應(yīng)力，降低 EMI，避免二次擊穿。在開關(guān)管 Q1 關(guān)斷時(shí)，變壓器的原邊線圈容易產(chǎn)生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合在一起可以有效地吸收尖峰電壓和電流。
從 R3 測得的電流峰值信號參與當(dāng)前工作周波的占空比控制，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前工作周波的電流限制。當(dāng) R5 上的電壓達(dá)到 1V 時(shí)，UC3842 停止工作，開關(guān)管 Q1 立即關(guān)斷。
R1 和 Q1 中的結(jié)電容 CGS、CGD 一起組成 RC 網(wǎng)絡(luò)，電容的充放電直接影響著開關(guān)管的開關(guān)速度。R1 過小容易引起振蕩，增加電磁干擾；R1 過大會(huì)降低開關(guān)管的開關(guān)速度。
Z1 通常將 MOS 管的 GS 電壓限制在 18V 以下，從而保護(hù) MOS 管。
Q1 的柵極受控電壓為鋸形波，占空比越大，Q1 導(dǎo)通時(shí)間越長，變壓器儲(chǔ)存的能量越多。當(dāng) Q1 截止時(shí)，變壓器通過 D1、D2、R5、R4、C3 釋放能量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁場復(fù)位，為下一次存儲(chǔ)、傳遞能量做好準(zhǔn)備。IC 根據(jù)輸出電壓和電流時(shí)刻調(diào)整 ⑥ 腳鋸形波占空比的大小，從而穩(wěn)定整機(jī)的輸出電流和電壓。C4 和 R6 為尖峰電壓吸收回路。
推挽式功率變換電路
在推挽式功率變換電路中，Q1 和 Q2 將輪流導(dǎo)通，這種設(shè)計(jì)可以有效地提高功率變換效率，同時(shí)分散熱量，降低單個(gè)元件的熱應(yīng)力，提高電路的可靠性。
有驅(qū)動(dòng)變壓器的功率變換電路
在有驅(qū)動(dòng)變壓器的功率變換電路中，T2 為驅(qū)動(dòng)變壓器，T1 為開關(guān)變壓器，TR1 為電流環(huán)。驅(qū)動(dòng)變壓器的作用是為開關(guān)管提供驅(qū)動(dòng)信號，確保開關(guān)管的正常工作。電流環(huán)則用于檢測輸出電流，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)和電流穩(wěn)定控制。
三、應(yīng)急電源 MOS 管作用
MOS 管在應(yīng)急電源中具有至關(guān)重要的作用，主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：
高頻開關(guān)功能
在應(yīng)急電源中，MOS 管作為高頻開關(guān)元件，通過控制柵極電壓來改變漏源極之間的導(dǎo)通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電流的快速接通和斷開。這種快速開關(guān)特性使得電源能夠在高頻下進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而減小體積、提高功率密度和工作效率。
高效能量轉(zhuǎn)換
MOS 管的開關(guān)速度快（納秒級），支持高頻工作（幾十 kHz 至 MHz），減少開關(guān)損耗，提升電源整體效率。其低導(dǎo)通電阻（RDS(on)）特性使導(dǎo)通時(shí)壓降小，減少發(fā)熱，適合大電流應(yīng)用。通過提高 MOS 管的工作頻率，可以減小變壓器等磁性元件的體積和重量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電源系統(tǒng)的小型化和輕量化。
精確穩(wěn)壓與保護(hù)
在應(yīng)急電源中，MOS 管配合 PWM 控制器等芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的電壓調(diào)節(jié)和過流保護(hù)。通過反饋機(jī)制，MOS 管根據(jù)輸出電壓和電流的變化，按需調(diào)整開關(guān)頻率和占空比，以維持輸出電壓的穩(wěn)定。當(dāng)檢測到過載或短路時(shí)，MOS 管可以通過快速關(guān)斷來避免電源系統(tǒng)遭受損害。這一特性對于保障應(yīng)急電源的可靠性和安全性至關(guān)重要，確保在關(guān)鍵時(shí)刻應(yīng)急電源能夠正常工作，為關(guān)鍵設(shè)備提供穩(wěn)定的電力支持。
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