六款簡(jiǎn)單的開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)，內(nèi)附原理圖詳解

本文主要講了六款簡(jiǎn)單的開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)原理圖，24V開關(guān)電源的工作原理是什么、24V開關(guān)電源電路圖等內(nèi)容，下面就一起來(lái)看看吧~

簡(jiǎn)單實(shí)用的開關(guān)電源電路圖

調(diào)整C3和R5使振蕩頻率在30KHz-45KHz。輸出電壓需要穩(wěn)壓。輸出電流可以達(dá)到500mA.有效功率8W、效率87%。其他沒有要求就可以正常工作。

24V開關(guān)電源，是高頻逆變開關(guān)電源中的一個(gè)種類。通過(guò)電路控制開關(guān)管進(jìn)行高速的道通與截止，將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓！

24V開關(guān)電源的工作原理是：

1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;

2.通過(guò)高頻PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)控制開關(guān)管，將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級(jí)上;

3.開關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;

4.輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。

24v開關(guān)電源電路圖

單端正激式開關(guān)電源的典型電路如下圖所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似，但工作情形不同。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí)，VD2也導(dǎo)通，這時(shí)電網(wǎng)向負(fù)載傳送能量，濾波電感Ｌ儲(chǔ)存能量；當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí)，電感Ｌ通過(guò)續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負(fù)載釋放能量。

在電路中還設(shè)有鉗位線圈與二極管VD2，它可以將開關(guān)管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復(fù)位條件，即磁通建立和復(fù)位時(shí)間應(yīng)相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于50％。

由于這種電路在開關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)變壓器向負(fù)載傳送能量，所以輸出功率范圍大，可輸出50－200 Ｗ的功率。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積也較大，正因?yàn)檫@個(gè)原因，這種電路的實(shí)際應(yīng)用較少。

推挽式開關(guān)電源的典型電路如圖六所示。它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。電路使用兩個(gè)開關(guān)管VT1和VT2，兩個(gè)開關(guān)管在外激勵(lì)方波信號(hào)的控制下交替的導(dǎo)通與截止，在變壓器Ｔ次級(jí)統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/span>

這種電路的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)開關(guān)管容易驅(qū)動(dòng)，主要缺點(diǎn)是開關(guān)管的耐壓要達(dá)到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大，一般在100-500 Ｗ范圍內(nèi)。

在開關(guān)電源中電源反饋隔離電路由光電耦合器如PC817以及并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431所組成，其典型應(yīng)用如下圖所示。當(dāng)輸出電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)電阻分壓后得到取樣電壓與TL431中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，在陰極上形成誤差電壓，使光耦合器件中的LED工作電流生產(chǎn)相應(yīng)的變化，在通過(guò)光耦合器件去改變TOPSwitch控制端的電流大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出占空比，使Uo保持不變，達(dá)到穩(wěn)壓目的。

反饋回路中主要元件的作用及選擇：R1R4R5主要作用是配合TL431和光耦合器件工作，其中R1為光耦的限流電阻，R4及R5為TL431的分壓電阻，提供必須工作電流以完成對(duì)TL431保護(hù)。

電路以UC3842振蕩芯片為核心，構(gòu)成逆變、整流電路。UC3842一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片，相關(guān)引腳功能及內(nèi)部電路原理已有介紹，此處從略。AC220V電源經(jīng)共模濾波器L1引入，能較好抑制從電網(wǎng)進(jìn)入的和從電源本身向輻射的高頻干擾，交流電壓經(jīng)橋式整流電路、電容C4濾波成為約280V的不穩(wěn)定直流電壓，作為由振蕩芯片U1、開關(guān)管Q1、開關(guān)變壓器T1及其它元件組成的逆變電路。逆變電路，可以分為四個(gè)電路部分講解其電路工作原理。

1、振蕩回路?開關(guān)變壓器的主繞組N1、Q1的漏--源極、R2（工作電流檢測(cè)電阻）為電源工作電流的通路;本機(jī)啟動(dòng)電路與其它開關(guān)電源（啟動(dòng)電路由降壓限流電阻組成）有所不同，啟動(dòng)電路由C5、D3、D4組成，提供一個(gè)“瞬態(tài)”的啟動(dòng)電流，二極管D2吸收反向電壓，D3具有整流作用，保障加到U1的7腳的啟動(dòng)電流為正電流;電路起振后，由N2自供電繞組、D2、C5整流濾波電路，提供U1芯片的供電電壓。這三個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行，是電源能夠振蕩起來(lái)的先決條件。

當(dāng)然，U1的4腳外接定時(shí)元件R48、C8和U1芯片本身，也構(gòu)成了振蕩回路的一部分。

電容式啟動(dòng)電路，當(dāng)過(guò)載或短路故障發(fā)生時(shí)，電路能處于穩(wěn)定的停振保護(hù)狀態(tài)，不像電阻啟動(dòng)電路，會(huì)再現(xiàn)“打嗝”式間歇振蕩現(xiàn)象。工作電流檢測(cè)從電阻R2上取得，當(dāng)故障狀態(tài)引起工作過(guò)流異常增大時(shí)，U1的6腳輸出PWM脈沖占空比減小，N1自供電繞組的感應(yīng)電路也隨之降低，當(dāng)U1的7腳供電電壓低于10V時(shí)，電路停振，負(fù)載電壓為0，這是過(guò)流（過(guò)載或短路）引發(fā)U1內(nèi)部欠電壓保護(hù)電路動(dòng)作導(dǎo)致的輸出中止;工作電流異常增大時(shí)，R2上的電壓降大于1V時(shí)，內(nèi)部鎖存器動(dòng)作，電路停振，這是由過(guò)流引發(fā)U1內(nèi)部過(guò)流保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致輸出中止。

2、穩(wěn)壓回路?開關(guān)變壓器的N3繞組、D6、C13、C14等元件組成的24V電源，基準(zhǔn)電壓源TL1、光耦合器U2等元件構(gòu)成了穩(wěn)壓控制回路。U1芯片和1、2腳外圍元件R7、C12，也是穩(wěn)壓回路的一部分。實(shí)際上，TL1、U1組成了（相對(duì)于U1內(nèi)部電壓誤差放大器）外部誤差放大器，將輸出24V的電壓變化反饋回U1的反饋電壓信號(hào)輸入端。當(dāng)24V輸出電壓上升時(shí)，U1的2腳電壓上升，1腳電壓下降，輸出PWM脈沖占空比下降，輸出電路回落。當(dāng)輸出電壓異常上升時(shí)，U1的1腳下降為1V時(shí)，內(nèi)部保護(hù)電路動(dòng)作，電路停振。

3、保護(hù)回路?U1芯片本身和3腳外圍電路構(gòu)成過(guò)流保護(hù)回路;N1繞組上并聯(lián)的D1、R1、C9元件構(gòu)成了開關(guān)管的反向電壓吸收保護(hù)電路，以提供Q1截止時(shí)的反向電流通路，保障Q1的工作安全;實(shí)質(zhì)上穩(wěn)壓回路的電壓反饋信號(hào)，也可看作是一路電壓保護(hù)信號(hào)——當(dāng)反饋電壓幅度達(dá)一定值時(shí)，電路實(shí)施停振保護(hù)動(dòng)作;24V的輸出端并聯(lián)有由R18、ZD2、單向晶閘管SCR組成的過(guò)壓保護(hù)電路，當(dāng)穩(wěn)壓電路失常，引起輸出電壓異常上升時(shí)，穩(wěn)壓二極管ZD2的擊穿為SCR提供觸發(fā)電流，SCR的導(dǎo)通形成一個(gè)“短路電流”信號(hào)，強(qiáng)制U1內(nèi)部保護(hù)電路產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，電路處于停振狀態(tài)。