開關電源系統框圖
220V交流電進入通過保險絲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,起不到保護作用),然后經過EMI電路進行濾波,經過了濾波的220V交流電再通過四個二極管進行全橋整流將其轉換為直流電源,再通過兩個整流輸出電容進行濾波(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通和截止狀態,實現對交流電源的整流。
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備之間或設備與外界之間發生的電磁能量的相互干擾,可能導致設備性能下降、通信中斷、數據丟失等問題。EMI電路的設計目標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,用來抑制開關電源產生的涌浪電壓,如果這個電路損壞可能會擊穿開關管或者是開關電源會產生噪音
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,當電壓達到了電源管理芯片UC3842的開啟電壓,芯片開始工作,6腳輸出一個驅動電壓讓開關管開始工作,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。
當開關電源開始工作的時候,副繞阻會產生電壓經過這個二極管整流和電阻限流,另一個二極管鉗位穩壓,持續為電源管理芯片提供電源。穩壓管(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部集成了開關管 ,這樣的芯片它內部有高壓啟動電路是不需要外界啟動電路的。
當流過開關管的電流發生變化時,取樣電阻兩端的電壓也會跟著發生變化,電源管理芯片UC3842的3腳會檢測這個電壓,根據這個電壓的變化對開關管的占空比進行調整。
當開關管導通的時候,因為電感中的電流不能突變,電流通過線圈時,電感會產生一個感應電動勢來阻止這個電流發生變化,在電動勢內部(相當于電源,在電源外面電流是從正到負,電源里面是從負到正)它的電流方向是由負極流向正極,這個時候的電感線圈是上正下負,他的次級線圈會感應出一個上負下正的電壓(保證同名端的極性是相同的),這個時候二極管是出于截止狀態(反向偏置狀態),也就是說次級不會有電壓的輸出。當開關管截止的時候,因為電感線圈中的電流不能突變,它會產生一個感應電動勢來阻止電流的變小,在電動勢內部,它的電流方向是從負極到正極,這個時候的電感線圈是上負下正,他的次級線圈會感應出一個上正下負的電壓,這個時候二極管是出于導通狀態(正向偏置狀態),也就是說次級有電壓的輸出。
正激和反激開關電源的區別(在這一塊):反激式開關電源是在開關管導通的時候次級沒有電壓輸出,在開關管截止的時候次級才會有電壓輸出;正激式開關電源是在開關管導通的時候次級就有電壓輸出,在開關管截止的時候次級沒有電壓輸出
開關電源實現穩壓:
通過431(可調的精密穩壓源),再經過兩個取樣電阻R1和R2(或者理解為分壓電阻)對輸出電壓進行取樣,取樣電壓來到431內部進行比較。當電壓超過了431的基準電壓2.5V的時候,431就會開始導通,這個時候就會有電流經過電阻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進入地,形成一個回路。因為光耦的1、2腳上連接了發光二極管,所以當電流流過時,發光二極管就會發光。光耦的3、4腳是一個光敏三極管,接收到了發光二極管的信號后三極管就會導通,當光敏三極管開始導通的時候,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,它會進行反饋,調整開關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的基準電壓2.5V的時候,這個431就不會導通,也就沒有電流流過發光二極管,發光二極管不發光,光耦3、4的三極管也就不會導通,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,它會進行反饋,重新調整開關管的占空比讓他的導通時間變長,這樣電路輸出的電壓就會重新增加。
經過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,它根據反饋信號對開關管進行不斷的調整從而達到了電源穩壓的目的。
開關電源的電壓我們是可以進行微調的,通過更改他的取樣電阻(或者說分壓電阻)大小來調整電路的輸出電壓,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。
來源:本文轉自CSDN-minizhen0
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原文標題:開關電源學習 — 單端反激式開關電源
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