开关电源的工作原理与电路设计说明.ppt

举例（2）： 当开关电源输入电压为AC110V时，变压器初级线圈的工作电流相对要比AC200的工作电流大一倍，变压器的工作效率会显著下降，工作效率一般只有70～90%，两者较难兼顾。如果要求工作效率比较高，最好把两种不同输入电压的开关电源严格分开。 当输入电压为AC110V时，由于开关管的耐压已经不是主要问题，占空比D=0.5时，最好对应输入电压的中间值（即AC110V），整流后其中间值就是整流滤波输出的平均值Ua=1.2×110=132V。由此可求得： Ton=12.5uS，N1=220匝（EE16型铁淦氧磁芯），N2=11匝，N3=22匝，开关变压器初级线圈产生的反电动势Upm=132V（半波平均值），开关管漏极与源极两端的最高电压Udsm=264V，开关管耐压（预留30%的余量） BVm≥343V。 因此，电源开关管最好选：BVm ≥350V、Idm ≥ 2A 的场效应管（对应输出功率5W/50℃）。 根据国标GB8898的安全要求，对于AC110V或AC220V的开关变压器，初、次线圈的爬电距离大于6mm，耐压必须大于 AC2000V/50Hz。 111 开关电源分布参数分析 112 RCD和LCD保护电路的计算 在开关管关断的瞬间，开关变压器铁芯中储存的能量会通过初级线圈的漏感产生很高的尖峰电压脉冲；此尖峰脉冲与输入电压，以及与次级线圈反射到初级线圈的反电动势电压迭加后，一起加到开关管的D-S极之间，将很容易把电源开关管击穿；因此，必须要在开关变压器初级线圈回路中设置一个RCD尖峰脉冲电压吸收电路，以保护开关管过压击穿。 7.0 开关变压器存在漏感，当开关管关断时，储存于变压器初级线圈漏感中的磁能量会转变为尖峰脉冲电压，如果不采取措施对此脉冲进行抑制，尖峰脉冲电压与输入电压和励磁线圈产生的反电动势迭加后，再加到电源开关管的源极和漏极两端，很容易把开关管击穿。 对漏感产生的尖峰脉冲进行抑制，最有效的方法是采取RCD尖峰脉冲吸收电路，但RCD电路参数的选择，一直是一个令人感到头疼的问题。 113 图7-1 RCD电路参数选择不合适，一个是起不到对开关管的过压保护作用，开关管很容易因过压击穿；另一个是增加电源开关管的损耗，使开关管的温升提高，降低开关电源的工作效率。 概 述 双晶体管他激式开关电源的启动过程③ 当V1、V2导通之后，在变压器初级线圈中就有电流流过，同时在变压器次级线圈中也会感应产生一个正激电压u2输出。然后，u2通过整流二极管D5对电容C8进行充电，电容C8两端的电压Vs再对驱动电路（NE555）进行供电。 一旦晶体管V1与晶体管V2同时导通之后，虽然电容器C6一直还处于充电状态，但由于流过R2的电流被D3、R3分流，电容器C6两端电压再也无法达到触发二极管DP1的击穿电压，即，触发二极管DB1被击穿一次之后，再也不会被二次击穿，而后，开关电源进入正常工作状态。 图3-21 79 NE555在双晶体管他激式开关电源中的应用 80 NE555内部有两个电压比较器，6脚和2脚分别为两个比较器的输入端，两个比较器的基准电压通过内部3个等值电阻分压得到，也可通过外部电路改变5脚的电位来改变基准电压的大小。 4脚为输出信号控制端，高电平为输出信号开关被接通。 图3-22 R8为C11的充电电阻，改变R8电阻的大小，可改变输出脉冲的宽度。 R9为放电电阻，改变R9电阻的大小，可改变输出脉冲的占空比D。 5脚是电压比较器的一个输入端，改变5脚的电位可以改变PWM脉冲的宽度（占空比），变压器次级线圈N2的反激输出电压通过D6整流，再经C9滤波，可作为反激输出电压的误差信号；此误差信号通过稳压二极管DZ1直接加到5脚来控制PWM脉冲的占空比，以达到稳定输出电压的目的。这种取样电路瞬态控制特性特别好，但由于变压器线圈之间有漏感，与直接从输出电压端取样的效果还是存在一定误差别。 81 图3-23 双晶体管他激式开关电源的稳压、过压、过流保护功能 4脚具有输出禁止功能，N2输出的正、反激电压通过R6和C10积分后，可得到一个锯齿波，锯齿波的正半周的幅度与N2正激输出电压的幅度和脉冲宽度成正比，负半周的幅度与N2反激输出电压的幅度和宽度成正比，锯齿波电压经DZ2被加到放大器V3的输入端，V3的输出接4脚，当锯齿波正半周的幅度高于DZ2的稳压值时，V3导通，NE555输出脉冲被禁止，从而可实现对开关电源输出的过压、过流保护。 82 图3-24 NE555的工作电压，以及稳压、过压、过流控制用的误差信号，均来自变压器次级线圈N2。因此，电路特别简单，并且，高温性能及瞬态控制特性特别好，因为其省去了一个光耦。 采用NE555实现稳压、过压、过流保护控制的工作原理 双晶体管他激式开关电源各参数的调整 当输出