开关式稳压电源

开关式稳压电源开关电源具有稳压范围宽、稳定性好、效益高、体积小、功耗低等优点,在电子设备、数控机床、家电产品中得到广泛应用。开关式稳压电源一:开关电源的分类1:按开关电源晶体管的连接方式⑴串联型—开关管串联输入电压与输出负载之间。⑵并联型—开关管并联输入电压与输出负载之间。开关式稳压电源2:按开关电源的启动方式分类⑴它激式—在电路中附加一个振荡器，在开机时起振,当电源有直流输出后.以电源产生的信号作为开关信号。⑵自激式一利用开关管和脉冲变压器构成反馈环路,完成自激振荡。开关式稳压电源3:按开关电源稳压的控制形式⑴调频式—通过反馈控制开关脉冲的频率,使输出电压达到稳定。⑵调宽式—通过改变脉冲的宽度，调整开关管导通时间达到输出电压的稳定。SW501FU501R501220KC5010.1uC5020.1uL501LF0.1R5021.8KVD503GP15MVD504GP15M400V2VD505GP15MVD506GP15MC503C504C505C506C507100uC5180.1uR5253W68C5140.1uC5110.15uC5170.15uV512GND热地R53212MR53112MR5171KR51522KR5233.3KR5191W22VD517R5243W68R52215KR521120KR520120KVD514VD519VD516VD5181N41481N4148FR105HZ7C1FR105R5115.6KC513FK4700V513V511C2498A1015C3807N501PC817137C5522000K470M220uC562+GNDR558220KVD552RJP10J+180V11C5512K47022uC561+GNDR558220KVD551RJP10J+110V10R552100KRP551B-2KR5535.5KGNDR55450KVD561HZ6C3R5535.5KR5535.5KGND9R5605KVD553RJP10JC563+1000uR5591FJ2.278057812VinvinVoutVoutGNDGND+12V+5VV552C181512开关型稳压电源电路原理图交流220V输入输出输出输出1000E1000E1000E1000E+300VTCR5262.7K开关式稳压电源二．开关电源的基本电路由：低频整流滤波电路，自激整荡电路，脉宽控制电路，取样、基准、误差放大、保护电路等电路构成。其中开关管V513、开关变压器TC和自激振荡电路的作用是使电路进入脉冲工作状态，利用电--磁--电的转换，不断将变压器一次能量，转换到二次负载。由取样，基准、误差放大、脉宽控制电路构成一个负反馈闭环控制系统，对负载电压进行实时监测，保证输出电压的稳定。开关式稳压电源三．开关电源部分特殊器件介绍1.电源滤波器（共模滤波器）L501LF01其作用是消除开关电源特有的开关干扰，这是因为开关电源的功率调整管工作在高频状态，它以尖峰脉冲形式出现，具有很宽的频带从几百HZ到几十MHZ，通过传输形成传导干扰，电源滤波器能有效的抑制这种干扰。开关式稳压电源2．开关变压器（主要有三个作用）⑴作为储能和一次，二次能量的转换：L上的储能电感量一般5.6~10.5mH。匝数（L1）一般为180~210匝。⑵开关变压器作为正反馈器件使振荡器起振：⑶开关变压器的变压、隔离作用：由于开关变压器二次绕组有几组不同的匝数，可输出不同的直流电压，使负载和电源通过变压器一次绕组隔离。开关式稳压电源3.功率调整管（开关管）V513由于工作在高频开关状态，一般采用高频大功率管，一般取：Pcm50WBVceo600V。大于电源电压的一倍。开关式稳压电源4.脉冲整流二极管（续流管）VD551、VD552、VD553由于开关变压器的输出是10~65KHZ的高频脉冲，要求具用良好的开关性能，开关三极管与续流管处于相反的工作状态，当开关管导通时，整流管截止，这时变压器储能，开关管截止时，整流管导通向负载供电。开关式稳压电源5.熔断电阻器（保险丝电阻）FU501T25A250V是一种具有双重功能的电阻，在规定的负荷功率和使用环境温度范围内有普通电阻器的特性，当电路发生短路，过载、过流情况时，电阻立即发热，电阻外层表面温度会达到500—600度，其电阻值会几十倍或几百倍的增高，相当断路，从而保护整个电路。开关式稳压电源6.光电耦合器N501由发光二极管和光敏三极管构成，其工作原理是将控制电压通过发光二极管发光强度的变化，投到光敏三极管的光靶上，使三极管e极和c极之间组值随发光强度而成反比例的变化，采用隔离传输的方式传输信号。SW501FU501R501220KC5010.1uC5020.1uL501LF0.1R5021.8KVD503GP15MVD504GP15M400V2VD505GP15MVD506GP15MC503C504C505C506C507100uC5180.1uR5253W68C5140.1uC5110.15uC5170.15uV512GND热地R53212MR53112MR5171KR51522KR5233.3KR5191W22VD517R5243W68R52215KR521120KR520120KVD514VD519VD516VD5181N41481N4148FR105HZ7C1FR105R5115.6KC513FK4700V513V511C2498A1015C3807N501PC817137C5522000K470M220uC562+GNDR558220KVD552RJP10J+180V11C5512K47022uC561+GNDR558220KVD551RJP10J+110V10R552100KRP551B-2KR5535.5KGNDR55450KVD561HZ6C3R5535.5KR5535.5KGND9R5605KVD553RJP10JC563+1000uR5591FJ2.278057812VinvinVoutVoutGNDGND+12V+5VV552C181512交流220V输入输出输出输出1000E1000E1000E1000ETCR5262.7K电源滤波器保险管开关变压器开关管续流管光电耦合器开关式稳压电源电路结构与工作原理分析从原理图中我们可以看出，开关变压器一次绕组与开关管，串联然后并接在输入端，一次、二次绕组之间换能由开关变压器完成，属于并联输入型，电路中正反馈绕组和自激整荡电路属于自激振荡式，稳压方式采用脉宽调制，是将取样得到的电压变化去改变脉冲宽度。所以该电源属于自激振荡并联输出，调宽型。开关式稳压电源1：滤波整流电路由C501、C502、L501构成低通滤波器，对市电进入的对称性干扰有很好的滤波作用，由于一次、二次线圈中有往复的电流通过，在磁芯中正好产生大小相等、方向相反的磁场，因而不存在直流磁化现象，同时对开关电源产生的高频干扰和市电干扰呈现较大的感抗。SW501FU501R501220KC5010.1uC5020.1uL501LF0.1R5021.8KVD503GP15MVD504GP15M400V2VD505GP15MVD506GP15MC503C504C505C506C507100uC5180.1uR5253W68C5140.1uC5110.15uC5170.15uV512GND热地R53212MR53112MR5171KR51522KR5233.3KR5191W22VD517R5243W68R52215KR521120KR520120KVD514VD519VD516VD5181N41481N4148FR105HZ7C1FR105R5115.6KC513FK4700V513V511C2498A1015C3807N501PC817137C5522000K470M220uC562+GNDR558220KVD552RJP10J+180V11C5512K47022uC561+GNDR558220KVD551RJP10J+110V10R552100KRP551B-2KR5535.5KGNDR55450KVD561HZ6C3R5535.5KR5535.5KGND9R5605KVD553RJP10JC563+1000uR5591FJ2.278057812VinvinVoutVoutGNDGND+12V+5VV552C181512交流220V输入输出输出输出1000E1000E1000E1000ETCR5262.7K低频滤波电路滤波桥式整流电路SW501FU501R501220KC5010.1uC5020.1uL501LF0.1R5021.8KVD503GP15MVD504GP15M400V2VD505GP15MVD506GP15MC503C504C505C506C507100uC5180.1uR5253W68C5140.1uC5110.15uC5170.15uV512GND热地R53212MR53112MR5171KR51522KR5233.3KR5191W22VD517R5243W68R52215KR521120KR520120KVD514VD519VD516VD5181N41481N4148FR105HZ7C1FR105R5115.6KC513FK4700V513V511C2498A1015C3807N501PC817137C5522000K470M220uC562+GNDR558220KVD552RJP10J+180V11C5512K47022uC561+GNDR558220KVD551RJP10J+110V10R552100KRP551B-2KR5535.5KGNDR55450KVD561HZ6C3R5535.5KR5535.5KGND9R5605KVD553RJP10JC563+1000uR5591FJ2.278057812VinvinVoutVoutGNDGND+12V+5VV552C181512交流220V输入输出输出输出1000E1000E1000E1000ETCR5262.7K充电自激振荡电路正反馈开关式稳压电源2自激振荡电路这是一个典型的变压器耦合间歇振荡器，我们来分析一下工作过程：经滤波整流后的+300V直流电压，一路经开关变压器一次绕组③⑦并加到开关管C极，另一路经启动电阻R520、521、522加到开关管B极，提供V513启动电压、V513导通，形成C极电流Ic513，流过开关变压器一次绕组时，产生感应电动势③正⑦负，耦合到正反馈二次绕组极性为①正②负，该电压经正反馈电路R519、C514、VD517加到开关管基极，使基极电位增加，Ic513更大，这是强烈的反馈过程,结果使V513迅速进入饱和导通状态，即完成间歇振荡的脉冲前沿阶段.开关式稳压电源2、自激振荡电路由于V513已进入饱和导通，+300V直流电压全部加到变压器一次绕组上,若忽略绕组和V513内部电阻，则⑦端近似接地,③⑦间电流是按线性增长，在这一时间段内，一次线组和二次正反馈绕组上的电压（大小和方向）基本不变,即进入间歇振荡的平顶阶段。时间越长，储能越多。开关式稳压电源2、自激振荡电路同时,在V513饱和和导通的时间内，二次正反馈绕组①②的感应电压对电容C514充电，充电电路为：①→R519→C514→R524→V513发射结→②，充电的结果C514建立起了下正上负的电位，此电位使V513b极电位下降，迫使V513退出饱和进入放大状态，这导致V513电位下降，这样,使变压器一次，二次绕组的感应电动势反向，③负⑦正，①负②正经反馈电路作用，使V513电位雪崩使的下降，V513迅速从饱和导通转入截止状态，即出现间歇振荡的脉冲后沿阶段。开关式稳压电源2、自激振荡电路V513截止后，维持开关管截止的是C514的放电电流，C514下端→R519→VD517，这段时间为间歇振荡的间歇阶段。即向负载供电，C514放电的结果，使V513b极回复到初始状态，在启动电路R520、R521、R522的作用下，V513