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24V電源實例分析

2021/04/13
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最近比較忙,沒怎么關注留言,今天打開居然有幾十條私信,今天把能簡單幾句話回復的都回復了,剩下一兩句話說不清楚的那我們就一個一個的來用文章解決。

首先留言里有朋友發(fā)過來一張手繪原理圖,讓我分析一下主要的工作原理,由于手繪原理圖比較模糊,所以用軟件來將原理圖還原清晰一點,如下所示:

從上圖我們可以看出,這個電源屬于典型的反激轉換型開關電源,我們也可以稱之為回掃變壓器型開關電源。這個電路從功能上大致可以分為電源輸入電路,啟動電路,主開關電路,保護電路,二次繞組整流濾波電路及反饋穩(wěn)壓電路

電源輸入電路主要由保險管F1、差模電容C11、C12;共模扼流圈L1、NTC、共模C3與C6;整流器D6;高壓濾波電容E2、E3組成。

啟動電路主要由R5;R14;濾波電阻E1和穩(wěn)壓二極管Z1組成。

主開關電路由芯片1M0880與周圍元器件共同組成。

保護電路:由VD1;C10和R8組成高壓尖峰吸收保護線路,由C4和R3組成MOS管開關保護線路;由C9和R1組成的二極管開關保護線路。

二次繞組整流濾波電路元器件就比較復雜,我們在下面再詳細介紹。

我從網上下載了主芯片的內部結構圖,如下圖所示:

據介紹里說,這款是周期過電流限制,具有過載、過壓保護功能、欠壓鎖定、軟啟動、內部溫度關斷等優(yōu)良的保護特性。

工作原理:

電源經保險管F1輸入,電容C11、C12與扼流圈L1組成濾除電網共模干擾;C11、C12安規(guī)電容,電容C3和C6用于濾除電網差模干擾。

NTC是負溫度系數熱敏電阻,剛上電時電阻值較大,正常工作時,發(fā)熱后電阻阻值變得較小,用于防止上電瞬間電網高壓大電流對濾波電容E2、E3的沖擊。

VD5為整流橋,將交流電壓整流成脈動電壓,再經E2、E3濾波,圖中有個細節(jié),那就是E2和E3都是200V耐壓的電容,所以我們要將E2和E3進行串聯;R9和R11分別E2和E3的放電電阻,在外接電源切斷,芯片不能正常工作時,R9和R11就會將E2和E3上殘留的電能進行釋放,以免對人體意外觸電。

R5為啟動電阻,電壓加到芯片的供電端,一旦系統(tǒng)正常工作后,二次繞組經VD4整流,E1濾波給芯片提供電源,電阻R12與電容E1組成RC濾波電路,提高電源的穩(wěn)定性。穩(wěn)壓管Z1用于限制電壓過高,防止損壞芯片,正常工作時,二次繞組的輸出電壓一般不會超過Z1的穩(wěn)壓值。

VD1、C10和R8組成RCD尖峰吸收電路,吸收芯片內部MOS管截止時一次繞組產生的尖峰電壓。同理電阻R3和電容C4并聯在芯片內部場效應管兩端,也是起到保護作用。這種運用非常普遍,尤其是在可控硅電路中最為常見。

二次繞組整流由VD3承擔,E3~E7為輸出端濾波電容,5只470uF電容并聯,相當于2350uF的容量。另外電容與L2構成π型濾波線路,輸出穩(wěn)定電壓,紋波電壓小,R13為電容的負載電阻,也可以稱為放電電阻。R4為發(fā)光二極管DS1的限流電阻,用于指示電源正常工作與否。

穩(wěn)壓電路由電阻R2、R7、RW1和431共同組成,根據參數,我們可以計算出二次繞組的輸出電壓為:Uo=2.5*【1+R7/(R2+RW1)】;調節(jié)RW1的阻值,當RW1=0時,輸出電壓為27.5V;當RW=2K時,輸出電壓為22.6V。

穩(wěn)壓電路主要依靠431來平衡輸出電壓,當我們電源輸出電壓升高時,431的參考端電壓也同步上升,驅動能力增強,經光耦拉低芯片的反饋FB腳電壓,使得芯片開關占空比減小,輸出電壓相應降低,平衡了上升的電壓值,達到自動控制平衡效果。

軟啟動功能是由芯片5腳來控制,初始上電瞬間,反饋信號還沒有建立時,軟啟動可以限制芯片內部場效應管導通的最大電流,防止擊穿。

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公眾號開關電源解析主筆,開關電源工程師,從事電源行業(yè)8年,擅長高功率工業(yè)電源的設計調試,主要關注領域為集成電路,數字電路,人工智能電源等等,目前專注于手機充電器和液晶顯示器的領域,希望分享自己的電源知識,為想要從事電源行業(yè)的人才提供一個敲門磚。