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建筑电气——简单的开关电源电路设计

发布于：2022-04-28 15:28:28 来自：电气工程/电气资料库 [复制转发]

本文主要讲了六款简单的开关电源电路设计原理图，24V开关电源的工作原理是什么、24V开关电源电路图等内容，下面就一起来看看吧~

简单的开关电源电路图（一）

简单实用的开关电源电路图

调整C3和R5使振荡频率在30KHz-45KHz。输出电压需要稳压。输出电流可以达到500mA.有效功率8W、效率87%。其他没有要求就可以正常工作。

简单的开关电源电路图（二）

24V开关电源，是高频逆变开关电源中的一个种类。通过电路控制开关管进行高速的道通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！

24V开关电源的工作原理是：

1.交流电源输入经整流滤波成直流;

2.通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上;

3.开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载;

4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的。

24v开关电源电路图

简单的开关电源电路图（三）

单端正激式开关电源的典型电路如下图所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中 脉冲的占空比不能大于50％ 。

由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。

简单的开关电源电路图（四）

推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器Ｔ次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。

这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100-500 Ｗ范围内。

简单的开关电源电路图（五）

在开关电源中电源反馈隔离电路由光电耦合器如PC817以及并联稳压器TL431所组成，其典型应用如下图所示。当输出电压发生波动时，经过电阻分压后得到取样电压与TL431中的2.5V带隙基准电压进行比较，在阴极上形成误差电压，使光耦合器件中的LED工作电流生产相应的变化，在通过光耦合器件去改变TOPSwitch控制端的电流大小，进而调节输出占空比，使Uo保持不变，达到稳压目的。

反馈回路中主要元件的作用及选择 ：R1R4R5主要作用是配合TL431和光耦合器件工作，其中R1为光耦的限流电阻，R4及R5为TL431的分压电阻，提供必须工作电流以完成对TL431保护。

简单的开关电源电路图（六）

电路以UC3842振荡芯片为核心，构成逆变、整流电路。UC3842一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，相关引脚功能及内部电路原理已有介绍，此处从略。AC220V电源经共模滤波器L1引入，能较好抑制从电网进入的和从电源本身向辐射的高频干扰，交流电压经桥式整流电路、电容C4滤波成为约280V的不稳定直流电压，作为由振荡芯片U1、开关管Q1、开关变压器T1及其它元件组成的逆变电路。逆变电路，可以分为四个电路部分讲解其电路工作原理。

1、振荡回路 开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R2（工作电流检测电阻）为电源工作电流的通路;本机启动电路与其它开关电源（启动电路由降压限流电阻组成）有所不同，启动电路由C5、D3、D4组成，提供一个“瞬态”的启动电流，二极管D2吸收反向电压，D3具有整流作用，保障加到U1的7脚的启动电流为正电流;电路起振后，由N2自供电绕组、D2、C5整流滤波电路，提供U1芯片的供电电压。这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件。

当然，U1的4脚外接定时元件R48、C8和U1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分。

电容式启动电路，当过载或短路故障发生时，电路能处于稳定的停振保护状态，不像电阻启动电路，会再现“打嗝”式间歇振荡现象。工作电流检测从电阻R2上取得，当故障状态引起工作过流异常增大时，U1的6脚输出PWM脉冲占空比减小，N1自供电绕组的感应电路也随之降低，当U1的7脚供电电压低于10V时，电路停振，负载电压为0，这是过流（过载或短路）引发U1内部欠电压保护电路动作导致的输出中止;工作电流异常增大时，R2上的电压降大于1V时，内部锁存器动作，电路停振，这是由过流引发U1内部过流保护动作导致输出中止。

2、稳压回路 开关变压器的N3绕组、D6、C13、C14等元件组成的24V电源，基准电压源TL1、光耦合器U2等元件构成了稳压控制回路。U1芯片和1、2脚外围元件R7、C12，也是稳压回路的一部分。实际上，TL1、U1组成了（相对于U1内部电压误差放大器）外部误差放大器，将输出24V的电压变化反馈回U1的反馈电压信号输入端。当24V输出电压上升时，U1的2脚电压上升，1脚电压下降，输出PWM脉冲占空比下降，输出电路回落。当输出电压异常上升时，U1的1脚下降为1V时，内部保护电路动作，电路停振。

3、保护回路 U1芯片本身和3脚外围电路构成过流保护回路;N1绕组上并联的D1、R1、C9元件构成了开关管的反向电压吸收保护电路，以提供Q1截止时的反向电流通路，保障Q1的工作安全;实质上稳压回路的电压反馈信号，也可看作是一路电压保护信号——当反馈电压幅度达一定值时，电路实施停振保护动作;24V的输出端并联有由R18、ZD2、单向晶闸管SCR组成的过压保护电路，当稳压电路失常，引起输出电压异常上升时，稳压二极管ZD2的击穿为SCR提供触发电流，SCR的导通形成一个“短路电流”信号，强制U1内部保护电路产生过流保护动作，电路处于停振状态。

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