第03章 单管开关电源制作电路图.docVIP

单管开关电源制作电路图详细说明 一、基本要求和原理输入电压AC(90~265V)，频率(47~440Hz)；输出直流电压12V/24W，效率η=70%左右，线性调整1%×输出电压，纹波及噪声≤2%×输出电压(mVP-P),具有过流、过压、短路自动恢复等保护功能。基本原理如下图所示。当VT导通时，变压器初级线圈Nl中电流线性增大，磁场增强，内部产生方向为上正下负的感生电动势￡，通过磁芯耦合到次级线圈N2中。根据同名端原理，感应电压方向为上负下正，此时，与N2相连的二极管VD处于反偏压状态，VD截止，N2中无电流流过，即没有能量传递给负载RL。当VT截止时，变压器初级线圈Nl中电流将消失。由于电流不能突变，则Nl中感生电动势epSILon;改变方向为上负下正．力图维持原态。N1中磁场通过磁芯耦合到次级线圈N2中，根据同名端原理，感应电压方向为上正下负，与N2相连的二极管VD处于正偏压状态，VD导通，给输出电容C充电，同时负载RL上也有电流IL流过。所谓反激是指：VT导通初级Nl储能VD截止次级N2中无电流；VT截止初级N1泄能VD导通次级N2中有电流。所谓单端是相对于桥式或推挽而言。 ? 二、电路原理图和工作过程分析电路原理图如下图所示。220V交流电一电源噪声滤波器(PNF)滤掉射频干扰一整流器(VD5~VD8)和Cl滤波获得约+300V直流电压。该电压分成两路供电：一路经Nl绕组VT1的D极，另一路经R15降压后向IC1提供+13V左右的启动电压一IC1内部振荡一IC1脚输出开关脉冲VT1处于开关状态Nl绕组产生变化的磁场：一方面耦合到反馈绕组N3整流滤波(VD2、C3)输出+13V电压为IC1供电。另一方面耦合到次级绕组N2整流(VD4)滤波(Cll-C14、12)输出+12V电压。C2、VD1、Rl和R12构成吸收回路，用于吸收尖峰电压，保护开关管，R5、R6、VD3和R7构成栅极无源加速关断驱动电路。IC1脚由“1”到“0”时，可加速MOSFET的G极电荷的快速泄放，以降低关断损耗。为了使输出的直流电压稳定，电路中设置了稳压电路。假若VD4整流输出端电压高于额定值时一经电阻RH1、VR一精密取样电路IC2的R端的电压亦相应升高IC2的K端电压则降低-使流经光电耦合器IC2的、脚电流增大一内部发光管亮度增强一使得IC2的、脚之间的电阻下降IC1的脚电位下降IC2内部电路处理后-使输出的方波脉冲变窄开关管VT1的导通时间缩短-开关变压器Tl传输的能量降低次级绕组N2感应电压下降则输出电压下降从而达到稳压输出的目的。调节VR的大小，可使输出在±10％的范围调整。为了保护电源自身与负载不致损坏，电路中设置了保护电路。当外因致使流经开关管VTl(2N60C)的电流增大时流经取样电阻R2的电流亦相应增加经过R3使得IC1电压升高。当该脚电压大于1V时N301内部振荡电路自动停振达到了过流保护的目的。当输出端过压时稳压管Z1击穿PC2(光电耦合器)的、脚内部LED发光PC2的、脚晶闸管导通vCC电压下降为OVIC1停止振荡输出降为Ov从而保护了输出负载。另外，当外因致使其IC1脚电压低于10V或高于34V时，IC内部的过压、欠压检测电路可自动切断IC1脚输出方波脉冲，则开关电源停机，从而达到过压、欠压保护的目的。 ? 三、元件的选择与作用?1．输入电路电源噪声滤波器Ll(PNF)，主要作用防止电源高频干扰进入电网，也阻止市电中的干扰进入电源中。限流电阻TH1一般选择lOΩ左右阻值的PTC元件，平时阻抗很低，没有发热。电压主要降在系统上。当系统发生故障电流异常TH1压降增加而发热，PTC元件是正温度系数元件，温度越高电阻越大（达百K数量级），220V几乎全加TH1上，系统因失电而得以保护。断电排除故障后，经过一段时间散热，TH1恢复常态电阻。又能正常工作。TH1还能限制开机时的浪涌电流。压敏电阻ZNR，额定电压可为470V。当发生过电压时ZNR发生非损伤性击穿，由于TH1发热保护作用，过电压消除后只要断电一段时间，TH1和ZNR可以恢复。整流器。整流输出电压(UO)平均值等于输入电压有效值(UIN)的1.2—1.3倍。根据Po=UocimxIO×η=24W，最低整流输出电压UDCmin≈90V，效率η设为80%，整流输出电流I庐0.33A。选择整流器的额定电流、额定电压有3倍余量。IN4007可满足要求。滤波电路，对限制整流输出电压中的纹波大小起着非常重要的作用。在全电压输入范围时，整流滤波电路输出最高电压可达370V，故滤波电容的耐压应该选择≥400V。容量选择原则是≥1μF/W，本例选47μF/630V。?　　2．开关电路由于主开关管上电压波形中含有尖峰电压、复位电压和电源电压三个部分，在AC2