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低压高效的开关电源设计概念
时间:2021-03-13 08:14:54 点击次数:781

下面这个开关电源输人电压12(电瓶)、输出直流电压从几伏至几百伏连续可调,输出功率可达几百瓦,它的效率可达90%以上。整个电路共分三大部分如电路原理图所示各部分功能和原理如下。

 

第一部分:这部分是用555定时器接成一个多谐振荡器产生占空比可调频率为40千赫兹的超音频矩形波。充电时间常数由RC决定充电时V输出高电平。放电时间常数由CR决定放电时V输出低电平宽度为Tw输出脉冲占空比q=RA/RA+RbAV1的输出波形。

第二部分:这部分是由JK触发器CD4027(只用一个y和四个输入或非门CD4001(只用2)组成。这部分电路完成脉冲信号的逻辑关系。V作为K触发器的时钟信号。每当时钟信号的下降沿到来时JK触发器的Q端和Q端电平都将发生反转如图B和图C。因为或非门的2角和5角信号为V1角信号为Q.6角信号为Q,我们知道或非门只有输人端同时为低电平时.输出才为高电平。所以3角输出波形V如图D.4角输出波形V如图E它们的脉冲宽度为Tw

第三部分:这部分是双驱动变压器推挽变换器主变压器B原边绕组接成推挽形式副边绕组接成全波桥式整流形式R8C7C8R9为阻容缓冲电路D7D8T3T4关断时提供交流通路。T1T2提供一定的控制电流.控制变压器B1B2接成正向导通正反馈驱动,这样有利于T3T4导通与关断时下降沿和上升沿陡峭。R5D3R6D4的作用是当T1T2截止时存储在线圈中的能量通过D3D4消耗在电阻凡和R6上,避免产生寄生振荡使T3T4关断时再次导通。

由于驱动电路作用,两上功率开关管T3T4交替导通,当T3导通时 Vs加到h原边上所有带”.”端为正这时T4的集电极通过变压器耦合作用承受2Vs的电压,副边绕组S带“."为正电流流经D10D12到负载上。开关管导通期间原边电流随时间而增加导通时间由多谐振荡器输出低电平宽度TW决定。T3关断时由于原边能量的存储和漏电感的原因T3的集电极电压将升高通过变压器PaPb耦合T4集电极电压下降当下降低于0.7伏时能量恢复二极管D8将导通把反激能量一部分反馈到电源中去,同时还有另一部分能量通过变压器传递给输出电路oC5-D5的作用是当脉冲到来时有电流流过C5D5T5基极C5被充电由于二级管的特性C5被钳位在0.7伏,当脉冲过去后T3发射结有一个0.7伏的负压,这个负压第一能使T3快速关断第二能够保证T3在关断期间不因为有低于0.7V的噪声信号而再次导通第三在T4关断期间反激电流不会流过T3bC而只能流过D7应用占空比制将有一个死区时间,两个开关管都关断的稳态阶段。在此期间输出扼流圈L将有一个保持电流续流回路,两管关断一段时间后T4将导通完成作周期输出电压由下式决定

 

因为此电路工作频率较高、所以主变压器的铁心可以较小原边与副边线圈可以较少。选择适当电压可以直接点亮节日灯电子日光灯节能灯等使用起来很方便。

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