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1 # 千家智客
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2 # 使用者7266418473688
簡單說一下,設計電源先要寫引數表或需求說明,比如最簡單的是幾路輸出,電壓電流多大,然後根據功率選擇拓撲,拓撲的知識如果不瞭解可以自己補充,接下來是最重要的選擇開關器件,根據開關器件的選擇根據電壓電流,開關頻率的選擇,然後是驅動電路,控制晶片的基本電路看晶片的手冊,難點是變壓器設計,再加上整酒濾波電路,二極體要選擇快恢復,電容選擇低文波電容,反饋電路。所以先要畫原理圖,再元器件。否則會很亂。
本文主要講了六款簡單的開關電源電路設計原理圖,24V 開關電源的工作原理是什麼、24V 開關電源電路圖等內容,下面就一起來看看吧~
▍簡單的開關電源電路圖(一)
簡單實用的開關電源電路圖
調整 C3 和 R5 使振盪頻率在 30KHz-45KHz。輸出電壓需要穩壓。輸出電流可以達到 500mA. 有效功率 8W、效率 87%。其他沒有要求就可以正常工作。
▍簡單的開關電源電路圖(二)
24V 開關電源,是高頻逆變開關電源中的一個種類。透過電路控制開關管進行高速的道通與截止,將直流電轉化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓,從而產生所需要的一組或多組電壓!
24V 開關電源的工作原理是:
1. 交流電源輸入經整流濾波成直流;
2. 透過高頻 PWM(脈衝寬度調製)訊號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上;
3. 開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載;
4. 輸出部分透過一定的電路反饋給控制電路,控制 PWM 佔空比,以達到穩定輸出的目的。
24v 開關電源電路圖
▍簡單的開關電源電路圖(三)
單端正激式開關電源的典型電路如下圖所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似,但工作情形不同。當開關管 VT1 導通時,VD2 也導通,這時電網向負載傳送能量,濾波電感L儲存能量;當開關管 VT1 截止時,電感L透過續流二極體 VD3 繼續向負載釋放能量。
在電路中還設有鉗位線圈與二極體 VD2,它可以將開關管 VT1 的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復位條件,即磁通建立和復位時間應相等,所以電路中脈衝的佔空比不能大於 50%。
由於這種電路在開關管 VT1 導通時,透過變壓器向負載傳送能量,所以輸出功率範圍大,可輸出 50-200 W的功率。電路使用的變壓器結構複雜,體積也較大,正因為這個原因,這種電路的實際應用較少。
▍簡單的開關電源電路圖(四)
推輓式開關電源的典型電路如圖六所示。它屬於雙端式變換電路,高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。電路使用兩個開關管 VT1 和 VT2,兩個開關管在外激勵方波訊號的控制下交替的導通與截止,在變壓器T次級統組得到方波電壓,經整流濾波變為所需要的直流電壓。
這種電路的優點是兩個開關管容易驅動,主要缺點是開關管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大,一般在 100-500 W範圍內。
▍簡單的開關電源電路圖(五)
在開關電源中電源反饋隔離電路由光電耦合器如 PC817 以及並聯穩壓器 TL431 所組成,其典型應用如下圖所示。當輸出電壓發生波動時,經過電阻分壓後得到取樣電壓與 TL431 中的 2.5V 帶隙基準電壓進行比較,在陰極上形成誤差電壓,使光耦合器件中的 LED 工作電流生產相應的變化,在透過光耦合器件去改變 TOPSwitch 控制端的電流大小,進而調節輸出佔空比,使 Uo 保持不變,達到穩壓目的。
反饋迴路中主要元件的作用及選擇:R1R4R5 主要作用是配合 TL431 和光耦合器件工作,其中 R1 為光耦的限流電阻,R4 及 R5 為 TL431 的分壓電阻,提供必須工作電流以完成對 TL431 保護。
▍簡單的開關電源電路圖(六)
電路以 UC3842 振盪晶片為核心,構成逆變、整流電路。UC3842 一種高效能單端輸出式電流控制型脈寬調製器晶片,相關引腳功能及內部電路原理已有介紹,此處從略。AC220V 電源經共模濾波器 L1 引入,能較好抑制從電網進入的和從電源本身向輻射的高頻干擾,交流電壓經橋式整流電路、電容 C4 濾波成為約 280V 的不穩定直流電壓,作為由振盪晶片 U1、開關管 Q1、開關變壓器 T1 及其它元件組成的逆變電路。逆變電路,可以分為四個電路部分講解其電路工作原理。
1、振盪迴路 開關變壓器的主繞組 N1、Q1 的漏 -- 源極、R2(工作電流檢測電阻)為電源工作電流的通路;本機啟動電路與其它開關電源(啟動電路由降壓限流電阻組成)有所不同,啟動電路由 C5、D3、D4 組成,提供一個“瞬態”的啟動電流,二極體 D2 吸收反向電壓,D3 具有整流作用,保障加到 U1 的 7 腳的啟動電流為正電流;電路起振後,由 N2 自供電繞組、D2、C5 整流濾波電路,提供 U1 晶片的供電電壓。這三個環節的正常執行,是電源能夠振盪起來的先決條件。
當然,U1 的 4 腳外接定時元件 R48、C8 和 U1 晶片本身,也構成了振盪迴路的一部分。
電容式啟動電路,當過載或短路故障發生時,電路能處於穩定的停振保護狀態,不像電阻啟動電路,會再現“打嗝”式間歇振盪現象。工作電流檢測從電阻 R2 上取得,當故障狀態引起工作過流異常增大時,U1 的 6 腳輸出 PWM 脈衝佔空比減小,N1 自供電繞組的感應電路也隨之降低,當 U1 的 7 腳供電電壓低於 10V 時,電路停振,負載電壓為 0,這是過流(過載或短路)引發 U1 內部欠電壓保護電路動作導致的輸出中止;工作電流異常增大時,R2 上的電壓降大於 1V 時,內部鎖存器動作,電路停振,這是由過流引發 U1 內部過流保護動作導致輸出中止。
2、穩壓回路 開關變壓器的 N3 繞組、D6、C13、C14 等元件組成的 24V 電源,基準電壓源 TL1、光耦合器 U2 等元件構成了穩壓控制迴路。U1 晶片和 1、2 腳外圍元件 R7、C12,也是穩壓回路的一部分。實際上,TL1、U1 組成了(相對於 U1 內部電壓誤差放大器)外部誤差放大器,將輸出 24V 的電壓變化反饋回 U1 的反饋電壓訊號輸入端。當 24V 輸出電壓上升時,U1 的 2 腳電壓上升,1 腳電壓下降,輸出 PWM 脈衝佔空比下降,輸出電路回落。當輸出電壓異常上升時,U1 的 1 腳下降為 1V 時,內部保護電路動作,電路停振。
3、保護迴路 U1 晶片本身和 3 腳外圍電路構成過流保護迴路;N1 繞組上並聯的 D1、R1、C9 元件構成了開關管的反向電壓吸收保護電路,以提供 Q1 截止時的反向電流通路,保障 Q1 的工作安全;實質上穩壓回路的電壓反饋訊號,也可看作是一路電壓保護訊號——當反饋電壓幅度達一定值時,電路實施停振保護動作;24V 的輸出端並聯有由 R18、ZD2、單向閘流體 SCR 組成的過壓保護電路,當穩壓電路失常,引起輸出電壓異常上升時,穩壓二極體 ZD2 的擊穿為 SCR 提供觸發電流,SCR 的導通形成一個“短路電流”訊號,強制 U1 內部保護電路產生過流保護動作,電路處於停振狀態。
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