激光测距机反激式充电电路的设计
激光测距机反激式充电电路的设计
作者:徐日新
一、引言
激光测距仪机的主要耗电是为激光器的储能电容器充电, 因此, 设计一种简单、 高效率的 电容器充电电路, 对减轻整机的重屈、 体积有重要意义。 作为单次使用的脉冲激光器的充电 电路通常有两种方式: 一种是RC恒压充电电路, 由于这种电路效率低, 充电时初始电流 大, 需用较大容量的电池组, 因此, 目前研制的测距机一般不采用RC电路} 另 一种是本文 所讨论的反激式充电电路, 这种电路效率高(总电源效率可达70%以上), 充电电流以平均 电流的方式流过电容器, 因此,从电池组流出的电流儿乎恒定, 使电池在整个充电过程中能 扯输出均匀, 千是, 增多了电池的使用次数. 减小了电池组的容量, 也减小了电路的体积、 重僵, 目前研制的单次脉冲式激光测距机大都采用这种电路。 尽管电路很简单,但为了使电 路工作可靠, 并取得较高的电源效率, 合理地选择电路元件及其参数仍然很有意义。 本文从 实用的角度出发, 整理出一些简便的近似计算公式,以供电路设计者参考。
二、反激式充电电路的原理分析
反激式充电的等效电路中K和D交替通断, 当K (实际电路中是品体管开关接通时, 左边回路中有线性上升的电流TL流过。 电池E为电感L (实际电路中是一个变压器)提供磁能,此时, 由千L上的感应电庄为上负下正, 故二极管D截止。
当IL上升到时间t I时, K断开, 使L上的电压反向,千是D导通,L中的磁能便通过D向电容C传 输。 此时, 右边回路中将有线性下降的充电电流le流过。 经过时间只之后, le下降到零, 同 时D截止,K重新导通。 电路将通过K与D的交替通断使电池E的能量不断地传输到电容器中, 直至电容器上的储能达到预定值为止。 通常, K与D的交替通断为每秒几千次。 在某一充电 电压范围内, 通断时间t l、U基本上保持不变, 囚此, Ir、Jc的平均值11、 Tc 几乎恒定。电容器上的电压Uc则随充电时间的增大面线性上升,U,接近电路能给出的最大电压Uzm•'X时,电压上升,速度减慢,并且电路效率减低。
三、反激式充电电路的设计步骤
整个充电电路的主要部分是一个反激式电 压变换器。下面叙述这部分电 路元件参数的选择及其计算。
1.给定参数
振变压器一般选用怢氧体雏形磁心,因此,f可在2