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开关电源电路图讲解视频

工程师 来源:网络整理 作者:h1654155205.5246 2018-08-21 19:46 次阅读

开关电源

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制ICMOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

开关电源基本电路框图

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。

开关电源电路图讲解视频

开关电源基本原理

开关电源电路图讲解视频

开关电源的基本原理如图所示。主要由以下7部分构成:

1)输入整流滤波器,包括整流桥和输入滤波电容;

2)单片开关电源,内含功率开关管和控制器(含振荡器、基准电压源、误差放大器和PWM比较器),MOSFET;

3)漏极钳位保护电路;

4)高频变压器;

5)输出整流滤波器;

6)光耦反馈电路;

7)偏置电路,给光耦合器的光敏提供偏压。

稳压原理分析如下:

当由于某种原因致使V上升,这时LED上的电流就提高,经过光耦器使接收管的发射极电流上升,进而使TOPSWITCH的控制端电流变大,占空比变小,导致V下降,从而达到稳压的作用。

开关电源电路图讲解(一)

开关电源电路图讲解视频

如图为一款30W,12V输出开关电源电路图。该电源电路具有成本低,元件数量少,小巧轻便,能效高,空载和待机功耗低等特点,在265V交流输人时的空载功耗小于250mW,在50°C环境下工作时输出功率为30W,无须使用外部散热片,具有精确的自动恢复、迟滞特性的过热关断功能,使PCB的温度在各种条件下均维持在安全范围内,在输出短路及反馈环路开环时进人到自动重启动保护状态,并具有出色的输人电压调整率和负载调整率,符合EN55022和CISPR-22B对EMI限制的要求,EMI裕量大于10dBuV。

开关电源电路图讲解(二)

12v开关电源电路图

开关电源电路图讲解视频

12v开关电源原理图讲解,该开关电源属于小功率开关电源,输入220V交流市电,输出12V直流电,最大输出电流1.3A,主要应用于小型设备的供电,比如楼宇监控设备等。其电原理图如图1所示。其控制核心器件为脉宽调制集成电路TL3843P(内含振荡器、脉宽调制比较器、逻辑控制器,具有过流、欠压等保护控制功能,最高工作频率可达500MHz.启动电流仅需ImA)。各引脚功能如下:(1)脚是内部误差放大器的输出端,通常与(2)脚之间有反馈网络,确定误差放大器的增益。(2)脚是反馈电压输入端,作为内部误差放大器的反相输入端,与同相输入端的基准电压(+2.5V)进行比较,产生误差控制电压,控制脉冲宽度。(6)脚过流检测输入端,当接人的电压高于1V时,禁止驱动脉冲的输出。(4)脚为RT/RC定时电阻和电容的公共接人端,用于产生锯齿振荡波。(5)脚为接地端。(6)脚为脉宽可调脉冲输出端。(7)脚为工作电压输入端(10V》Vi≤30V)。(8)脚为内部基准电压(VREF=5v)输出端。

开关电源电路图讲解(三)

24开关电源电路图

电路以UC3842振荡芯片为核心,构成逆变、整流电路。UC3842一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,相关引脚功能及内部电路原理已有介绍,此处从略。AC220V电源经共模滤波器L1引入,能较好抑制从电网进入的和从电源本身向辐射的高频干扰,交流电压经桥式整流电路、电容C4滤波成为约280V的不稳定直流电压,作为由振荡芯片U1、开关管Q1、开关变压器T1及其它元件组成的逆变电路。逆变电路,可以分为四个电路部分讲解其电路工作原理。

开关电源电路图讲解视频

1、振荡回路:开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R2(工作电流检测电阻)为电源工作电流的通路;本机启动电路与其它开关电源(启动电路由降压限流电阻组成)有所不同,启动电路由C5、D3、D4组成,提供一个“瞬态”的启动电流,二极管D2吸收反向电压,D3具有整流作用,保障加到U1的7脚的启动电流为正电流;电路起振后,由N2自供电绕组、D2、C5整流滤波电路,提供U1芯片的供电电压。这三个环节的正常运行,是电源能够振荡起来的先决条件。

当然,U1的4脚外接定时元件R48、C8和U1芯片本身,也构成了振荡回路的一部分。

电容式启动电路,当过载或短路故障发生时,电路能处于稳定的停振保护状态,不像电阻启动电路,会再现“打嗝”式间歇振荡现象。工作电流检测从电阻R2上取得,当故障状态引起工作过流异常增大时,U1的6脚输出PWM脉冲占空比减小,N1自供电绕组的感应电路也随之降低,当U1的7脚供电电压低于10V时,电路停振,负载电压为0,这是过流(过载或短路)引发U1内部欠电压保护电路动作导致的输出中止;工作电流异常增大时,R2上的电压降大于1V时,内部锁存器动作,电路停振,这是由过流引发U1内部过流保护动作导致输出中止。

2、稳压回路:开关变压器的N3绕组、D6、C13、C14等元件组成的24V电源,基准电压源TL1、光耦合器U2等元件构成了稳压控制回路。U1芯片和1、2脚外围元件R7、C12,也是稳压回路的一部分。实际上,TL1、U1组成了(相对于U1内部电压误差放大器)外部误差放大器,将输出24V的电压变化反馈回U1的反馈电压信号输入端。当24V输出电压上升时,U1的2脚电压上升,1脚电压下降,输出PWM脉冲占空比下降,输出电路回落。当输出电压异常上升时,U1的1脚下降为1V时,内部保护电路动作,电路停振。

3、保护回路:U1芯片本身和3脚外围电路构成过流保护回路;N1绕组上并联的D1、R1、C9元件构成了开关管的反向电压吸收保护电路,以提供Q1截止时的反向电流通路,保障Q1的工作安全;实质上稳压回路的电压反馈信号,也可看作是一路电压保护信号——当反馈电压幅度达一定值时,电路实施停振保护动作;24V的输出端并联有由R18、ZD2、单向晶闸管SCR组成的过压保护电路,当稳压电路失常,引起输出电压异常上升时,稳压二极管ZD2的击穿为SCR提供触发电流,SCR的导通形成一个“短路电流”信号,强制U1内部保护电路产生过流保护动作,电路处于停振状态。

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