開關(guān)電源學(xué)習(xí) — 單端反激式開關(guān)電源
發(fā)布時間:2024-12-19作者:admin點擊:361

開關(guān)電源系統(tǒng)框圖


220V交流電進(jìn)入通過保險絲F(保險絲一定要接在火線上,接在零線上熔斷后電路還會有電流,起不到保護(hù)作用),然后經(jīng)過EMI電路進(jìn)行濾波,經(jīng)過了濾波的220V交流電再通過四個二極管進(jìn)行全橋整流將其轉(zhuǎn)換為直流電源,再通過兩個整流輸出電容進(jìn)行濾波(這兩個電容使得電壓的峰值增高到310V,這里220是有效值 310是峰值,如果沒有整流電容,輸出會比輸入低點),輸出大概310V的直流電壓。
全橋整流:全橋整流是一種常用的整流電路,其作用是將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。全橋整流電路由四個二極管組成,通過控制這四個二極管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài),實現(xiàn)對交流電源的整流。

EMI電路:EMI(Electromagnetic Interference)電路是一種用于抑制電磁干擾的電路。電磁干擾是指電子設(shè)備之間或設(shè)備與外界之間發(fā)生的電磁能量的相互干擾,可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降、通信中斷、數(shù)據(jù)丟失等問題。EMI電路的設(shè)計目標(biāo)是通過合理的電路布局和選用合適的元件,減少或抑制電磁干擾的產(chǎn)生和傳播,這里增加了EMI電路是因為參考的電路是家用的。

這里是尖峰吸收電路,用來抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的涌浪電壓,如果這個電路損壞可能會擊穿開關(guān)管或者是開關(guān)電源會產(chǎn)生噪音

啟動電阻R是與310V直流電壓相連,310V電壓通過啟動電阻給上圖電容充電,隨著此電容兩端的電壓不斷上升,當(dāng)電壓達(dá)到了電源管理芯片UC3842的開啟電壓,芯片開始工作,6腳輸出一個驅(qū)動電壓讓開關(guān)管開始工作,隨著電路的開始工作啟動電阻R也就開始失去作用,之后芯片的電壓是由初級線圈的副繞阻提供。
當(dāng)開關(guān)電源開始工作的時候,副繞阻會產(chǎn)生電壓經(jīng)過這個二極管整流和電阻限流,另一個二極管鉗位穩(wěn)壓,持續(xù)為電源管理芯片提供電源。穩(wěn)壓管(鉗位二極管)的作用就是防止芯片供電電壓過高損壞芯片。
有的電源管理芯片內(nèi)部集成了開關(guān)管 ,這樣的芯片它內(nèi)部有高壓啟動電路是不需要外界啟動電路的。
當(dāng)流過開關(guān)管的電流發(fā)生變化時,取樣電阻兩端的電壓也會跟著發(fā)生變化,電源管理芯片UC3842的3腳會檢測這個電壓,根據(jù)這個電壓的變化對開關(guān)管的占空比進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通的時候,因為電感中的電流不能突變,電流通過線圈時,電感會產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢來阻止這個電流發(fā)生變化,在電動勢內(nèi)部(相當(dāng)于電源,在電源外面電流是從正到負(fù),電源里面是從負(fù)到正)它的電流方向是由負(fù)極流向正極,這個時候的電感線圈是上正下負(fù),他的次級線圈會感應(yīng)出一個上負(fù)下正的電壓(保證同名端的極性是相同的),這個時候二極管是出于截止?fàn)顟B(tài)(反向偏置狀態(tài)),也就是說次級不會有電壓的輸出。當(dāng)開關(guān)管截止的時候,因為電感線圈中的電流不能突變,它會產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢來阻止電流的變小,在電動勢內(nèi)部,它的電流方向是從負(fù)極到正極,這個時候的電感線圈是上負(fù)下正,他的次級線圈會感應(yīng)出一個上正下負(fù)的電壓,這個時候二極管是出于導(dǎo)通狀態(tài)(正向偏置狀態(tài)),也就是說次級有電壓的輸出。
正激和反激開關(guān)電源的區(qū)別(在這一塊):反激式開關(guān)電源是在開關(guān)管導(dǎo)通的時候次級沒有電壓輸出,在開關(guān)管截止的時候次級才會有電壓輸出;正激式開關(guān)電源是在開關(guān)管導(dǎo)通的時候次級就有電壓輸出,在開關(guān)管截止的時候次級沒有電壓輸出

開關(guān)電源實現(xiàn)穩(wěn)壓:
通過431(可調(diào)的精密穩(wěn)壓源),再經(jīng)過兩個取樣電阻R1和R2(或者理解為分壓電阻)對輸出電壓進(jìn)行取樣,取樣電壓來到431內(nèi)部進(jìn)行比較。當(dāng)電壓超過了431的基準(zhǔn)電壓2.5V的時候,431就會開始導(dǎo)通,這個時候就會有電流經(jīng)過電阻R3(限流防止電流過大損壞光耦)以及光耦的1、2腳,再通過431進(jìn)入地,形成一個回路。因為光耦的1、2腳上連接了發(fā)光二極管,所以當(dāng)電流流過時,發(fā)光二極管就會發(fā)光。光耦的3、4腳是一個光敏三極管,接收到了發(fā)光二極管的信號后三極管就會導(dǎo)通,當(dāng)光敏三極管開始導(dǎo)通的時候,電源管理芯片UC3842的1腳的電壓就會被拉低,這時芯片就知道了電路中輸出電壓過高了,它會進(jìn)行反饋,調(diào)整開關(guān)管的占空比讓他的截止時間變長,這樣電路輸出的電壓就會變小,因為輸出電壓變低,那么他取樣電壓同樣也會跟著變低,如果取樣電壓低于431的基準(zhǔn)電壓2.5V的時候,這個431就不會導(dǎo)通,也就沒有電流流過發(fā)光二極管,發(fā)光二極管不發(fā)光,光耦3、4的三極管也就不會導(dǎo)通,電源管理芯片UC3842的1腳電壓也就不會被拉低,這時芯片就知道了電路中輸出電壓過低了,它會進(jìn)行反饋,重新調(diào)整開關(guān)管的占空比讓他的導(dǎo)通時間變長,這樣電路輸出的電壓就會重新增加。
經(jīng)過431以及光耦的配合,不斷地將輸出電壓的信號反饋給電源管理芯片UC3842,它根據(jù)反饋信號對開關(guān)管進(jìn)行不斷的調(diào)整從而達(dá)到了電源穩(wěn)壓的目的。
開關(guān)電源的電壓我們是可以進(jìn)行微調(diào)的,通過更改他的取樣電阻(或者說分壓電阻)大小來調(diào)整電路的輸出電壓,取樣電阻越大電路的輸出電壓也就越高,取樣電阻越小電路的輸出電壓也就越低。
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