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低壓高效的開關電源設計概念
時間:2021-03-13 08:14:54 點擊次數:929

下面這個開關電源,輸人電壓12(電瓶)、輸出直流電壓從幾伏至幾百伏連續可調,輸出功率可達幾百瓦,它的效率可達90%以上。整個電路共分三大部分如電路原理圖所示,各部分功能和原理如下。

 

第一部分:這部分是用555定時器接成一個多諧振蕩器產生占空比可調頻率為40千赫茲的超音頻矩形波。充電時間常數由R、C決定,充電時V輸出高電平。放電時間常數由CR決定,放電時V輸出低電平,寬度為Tw輸出脈沖占空比q=RA/RA+RbAV1的輸出波形。

第二部分:這部分是由JK觸發器CD4027(只用一個y和四個輸入或非門CD4001(只用2)組成。這部分電路完成脈沖信號的邏輯關系。V作為K觸發器的時鐘信號。每當時鐘信號的下降沿到來時,JK觸發器的Q端和Q端電平都將發生反轉,如圖B和圖C。因為或非門的2角和5角信號為V1角信號為Q.6角信號為Q,我們知道或非門只有輸人端同時為低電平時.輸出才為高電平。所以3角輸出波形V如圖D.4角輸出波形V,如圖E它們的脈沖寬度為Tw

第三部分:這部分是雙驅動變壓器推挽變換器主變壓器B原邊繞組接成推挽形式副邊繞組接成全波橋式整流形式R8、C7、C8R9,為阻容緩沖電路,D7D8T3、T4關斷時提供交流通路。T1T2提供一定的控制電流.控制變壓器B1B2接成正向導通正反饋驅動,這樣有利于T3T4導通與關斷時下降沿和上升沿陡峭。R5、D3R6、D4的作用是當T1T2截止時存儲在線圈中的能量通過D3、D4消耗在電阻凡和R6上,避免產生寄生振蕩使T3T4關斷時再次導通。

由于驅動電路作用,兩上功率開關管T3、T4交替導通,當T3導通時 Vs加到h原邊上,所有帶”.”端為正,這時T4的集電極通過變壓器耦合作用承受2Vs的電壓,副邊繞組S帶“."為正電流流經D10D12到負載上。開關管導通期間,原邊電流隨時間而增加導通時間由多諧振蕩器輸出低電平寬度TW決定。T3關斷時由于原邊能量的存儲和漏電感的原因T3的集電極電壓將升高,通過變壓器Pa,Pb耦合,T4集電極電壓下降當下降低于0.7伏時,能量恢復二極管D8將導通,把反激能量一部分反饋到電源中去,同時還有另一部分能量通過變壓器傳遞給輸出電路oC5-D5,的作用是當脈沖到來時有電流流過C5D5、T5基極,C5被充電,由于二級管的特性C5,被鉗位在0.7伏,當脈沖過去后T3發射結有一個0.7伏的負壓,這個負壓第一能使T3快速關斷,第二能夠保證T3在關斷期間不因為有低于0.7V的噪聲信號而再次導通,第三在T4關斷期間反激電流不會流過T3bC而只能流過D7。應用占空比制將有一個死區時間,兩個開關管都關斷的穩態階段。在此期間輸出扼流圈L將有一個保持電流續流回路,兩管關斷一段時間后T4將導通,完成作周期輸出電壓由下式決定

 

因為此電路工作頻率較高、所以主變壓器的鐵心可以較小,原邊與副邊線圈可以較少。選擇適當電壓可以直接點亮節日燈電子日光燈,節能燈等,使用起來很方便。

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