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低电压-电流设计开关电源的基本结构

更新时间:2023-05-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

高压开关电路小电流高压开关电路-电压设计mCr物理好资源网(原物理ok网)

开关电源设计mCr物理好资源网(原物理ok网)

开关电源的基本结构主要由7部分组成:输入检测及检测电路、高频开关变换电路、整流输出电路、控制电路、保护电路、辅助电源和显示电路。mCr物理好资源网(原物理ok网)

(1) 主电路mCr物理好资源网(原物理ok网)

本设计主电路拓扑图如图1所示。输入市网220V电流,通过RC混频和检波桥检测、全桥逆变、高-变频器和输出检测。 过程,最终得到所需的15V直流稳压电源。mCr物理好资源网(原物理ok网)

(2) 输入混频检测(AC/DC)mCr物理好资源网(原物理ok网)

小电流、高压开关电源对高频干扰信号和刚通电后的浪涌电压非常敏感。 为保证电路稳定工作,排除电网的各种干扰,输入的220V市电先经过RC检测电路检测尖峰。 电流被抑制。 高频混频后的电流经检测电路检测得到直流电。 桥式检测电路旁边的混频电路具有充放电功能,检测后滤除交流成分。mCr物理好资源网(原物理ok网)

(3) 高频开关变换器(DC/AC)mCr物理好资源网(原物理ok网)

它是开关电源的重要组成部分。 逆变电路采用全桥变换,桥的四臂由4个IGBT开关管组成。 每个IGBT并联一个高速功率晶体管,其钳位作用可以减少开关管从导通到截止时,变压器形成电流尖峰,保护开关管不被击穿。 IGBT, Gate ,不仅具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、驱动电路简单等优点,而且具有导通电流大、耐压高等优点。 开关管IGBT的基频接收PWM信号。 当栅极带正电时,内部产生沟道,为PNP三极管提供栅极电压,从而导通IGBT。此时从P区注入N区进行浊度调制,降低N1的内阻,使耐压高mCr物理好资源网(原物理ok网)

IGBT 还具有较低的导通电压降。 当向栅极施加负电流时,内部通道消失。 PNP三极管的集电极电压截止,IGBT关断。 T1、T4、I2高频通断,使直流电流变为交流电流,再经高频隔离变压器制成所需的隔离输出交流电流。 这里的高频变压器采用铁基铌铜纳米晶环形高频变压器。 这些变压器具有低损耗、低漏感和体积小的特点。mCr物理好资源网(原物理ok网)

(4) 控制电路mCr物理好资源网(原物理ok网)

控制电路是开关电源稳定工作的重要保证。 选用它作为控制芯片,它由振荡器、PWM比较器、PWM锁存器、输出驱动器、限流比较器、过流比较器、参考电流源、故障锁定存储器、软-启动电路,欠压闭锁等。最高开关频率可达1MHz,输出脉冲最大传输延迟mCr物理好资源网(原物理ok网)

延时时间为50ns,具有软启动控制和欠压闭锁功能。 所应用的函数用于设计开关电源的控制电路。 两个脉冲输出端为开关管IGBT提供PWM驱动信号,交替输出脉冲。 因此,每个输出端输出脉冲的频率为振荡器频率的1/2,而振荡器的频率为,所以输出PWM脉冲的频率为,输出的脉冲宽度脉冲在 0% 到 50% 之间。 调整时,为防止桥臂漏电,常设置死区时间,因此在实际应用中通常达不到50%。 4、6、11、14脚波形如图2所示,11、14脚波形通过驱动电路的输出耦合到IGBT的基频,控制IGBT的开通和关断. 开关管的驱动电路如图3所示。mCr物理好资源网(原物理ok网)

在实际应用中,IGBT的驱动电路对IGBT的性能有相当大的影响。 因此,驱动电路必须具备几项要求:能提供合适的正向和反向电流,保证管子的可靠开通和关断; 驾驶能力强; 信号传输基本无延迟,提高工作速度; 当出现异常情况时,IGBT可以实现软关断,对管子进行缺相和过流保护。 仅采用驱动电路即可提供+15V和-15V正向和反向电流,开通和关断延时控制在1s以内,并具有缺相和漏电保护。 此外,它还具有故障软关机功能。mCr物理好资源网(原物理ok网)

为了获得稳定的输出,在输出端进行实时采样。如图4所示,当采样电压流过采样内阻时,会形成压降,压降作为一个反馈信号,输入到电流比较器,与给定的参考电流进行比较,形成一个差值,经过偏差放大器比较放大后,输出的差值信号与锯齿波(或三角波)进行比较,然后改变输出脉冲的长度。 当输出小于mCr物理好资源网(原物理ok网)

(5) 保护电路mCr物理好资源网(原物理ok网)

考虑到开关电源的特性和实际的电气特性,为使其在恶劣的环境和突发故障下安全可靠地工作,在实际生产中设计了电流电压保护电路和软启动的特性。 保护等保护电路。 软启动是通过软启动(SOFT,START)脚外接电容实现的。 电源开启后,软启动脚外接电容放电,该脚为低电平,偏差放大器输出低电平,开关电源无输出电流。 当内部电压源对软启动脚的外部电容充电时,偏差放大器的输出电流逐渐减小,直到闭环调节功能开始工作,开关电源的输出电流逐渐减小到额定值.mCr物理好资源网(原物理ok网)

一旦限流(ILIM)脚电平超过1.2V,fault=fault latch被置位,输出脚变为低电平; 同时,软启动引脚的外部电容以 的电流放电。 软启动电容完全放电后,当限流脚电平降至1.2V以下时,故障锁存器不再输出脉冲。 此时故障锁存器复位,芯片开始软启动过程。 过流保护和缺相保护在主电路中采样,输入到保护电路中,对电源进行保护。 保护电路如图5、图6所示。mCr物理好资源网(原物理ok网)

在开关变换电路和高频变压器之间增加了测量电压的变压器,测量值输入到9脚限流端。 当开关被测量mCr物理好资源网(原物理ok网)

当电压达到上限电压时,上限电压比较器的输出为高电平,比较器的输出为上限电压触发器的S端。 当S为高电平时,触发输出为高电平,即与触发输出相连的NPN管栅极变高,NPN管导通,拉低FB,保护电路过流。mCr物理好资源网(原物理ok网)

在主电路输出端直接实时采样电流,与给定电流比较,放大信号,隔离后输入到2脚,控制PWM信号的转矩,进而控制主电路输出电流的变化。 通过检测系统中温度保险丝的通断来实现过热保护。 开关电源正常工作时,温度保险丝处于常开状态。 一旦人体温度超过额定值,热熔断器开关将被切断。 断路信号反馈到控制电路,实现过热保护功能。mCr物理好资源网(原物理ok网)

以太网接口用于实现向调度中心远程传输数据的功能。 本设计中使用的嵌入式微处理器是一个带内核的16/32位RISC处理器。 该处理器通过提供全面、通用的片上外设,减少了外设元器件的配置,从而大大降低了系统成本。 减少。 本系统采用北京力裕泰公司的开发板设计,其主要结构如图5所示。mCr物理好资源网(原物理ok网)

高压开关电路-电源电路图大全mCr物理好资源网(原物理ok网)

高压开关电路-电源电路图大全(一)mCr物理好资源网(原物理ok网)

L296高压开关电源芯片组成的稳压电源电路图mCr物理好资源网(原物理ok网)

由L296高压开关电源芯片构成的稳压电源电路图如图a、b、c所示。 它是由L296单片高压开关电源芯片组成的5-15V、4A稳压电源。mCr物理好资源网(原物理ok网)

L296单片高压开关电源芯片的特点是:mCr物理好资源网(原物理ok网)

(1)保护功能健全。 内置软启动、过流、过热、过压保护。mCr物理好资源网(原物理ok网)

(2) 最大输出电压4A,功率160W,输出电流5.1-40V可调。mCr物理好资源网(原物理ok网)

(3) 配备特殊功能:工作严禁控制、同步控制(多路多路输出时,保证工作频率一致)、复位电路(可提供电源工作状态测量信号)、缺相保护电路(当输出电流超过预设额定电流的20%时,形成100mA驱动信号,触发外部保护电路动作)。 如图c所示,为电压放大电路方式。mCr物理好资源网(原物理ok网)

高压开关电路-电源电路图百科全书(二)mCr物理好资源网(原物理ok网)

大电压开关电路-电源电路图(3)mCr物理好资源网(原物理ok网)

电路如图所示,该电路只需修改部分元器件即可获得更大的输出功率。 图中右侧电路R1、L1、D1、C1~C7为常规的串扰混频和检测电路,为DC-DC转换电路提供约300V的直流电流; 最右边电路L5、C11等为普通LC检测电路; IC2、D8、R9、R10组成电流反馈电路,产生闭环结构,稳定电源输出电流; 中间部分是DC-DC转换器。 降低噪声的关键是正确导通这部分电路。 处理。mCr物理好资源网(原物理ok网)

大电压开关电路-电源电路图(4)mCr物理好资源网(原物理ok网)

本文介绍一款DC-DC转换开关电源,其型号为L4960,如图所示。 从图中可以看出电路非常简单,其用法与LM317非常相似。 首先,使用50Hz电源变压器进行AC-AC转换,将~220V降为~34V。 直流电流输入到L4960,然后L4960进行DC-DC转换。 此时输出电流范围可下调至5V,下调至40V,最大输出电压可达2.5A(也可外接大功率开关管扩流),但内置-在保护功能方面,如过流保护、过热保护等。mCr物理好资源网(原物理ok网)

虽然L4960的使用与LM317类似,但是与线性电源的LM317相比电压正常电流过大,L4960开关电源的效率并不相同。 仅消耗7W,因此散热器体积小且易于制造。 与L4960类似的还有L296,其基本参数与L4960相同,只是最大输出电压可高达4A,保护功能更多,封装方式也不同。mCr物理好资源网(原物理ok网)

高压开关电路-电源电路图百科全书(5)mCr物理好资源网(原物理ok网)

如图所示为触摸延时开关电源电路。 当手触摸到触摸芯片时,相当于给VT1的栅极一个触发信号使其导通,于是VI2也导通,电源通过VT2给电容cz充电。 当充电电流足够大时,VT2截止电压正常电流过大,VT3导通,VT4导通。 快速传导,灯泡发光发光。 当C2上的电荷逐渐释放时,vr3停止。 VT4 也关闭灯泡。mCr物理好资源网(原物理ok网)

触摸延时开关电源电路mCr物理好资源网(原物理ok网)

高压开关电路-电源电路图百科全书(6)mCr物理好资源网(原物理ok网)

开关电源电路原理图如图所示。 其实稳压精度不高,但能满足通常的要求,而且电路简单,采用常规器件,成本极低,输出耐开路漏电。mCr物理好资源网(原物理ok网)

开关电源电路图mCr物理好资源网(原物理ok网)

市电经D1检测并经C1混频后,在变压器①脚(L1下端)加有约300V的直流电流。 通过L1,同时反馈线圈L2的下端(变压器③脚)产生正向电流,此电流通过C4、R3反馈到V1,使其更加导通甚至饱和。 最后,随着反馈电压的降低,V1迅速退出饱和状态,如此循环产生振荡,在次级线圈L3上感应出所需的输出电流。mCr物理好资源网(原物理ok网)

L2为反馈线圈,它还与D4、D3、C3一起组成稳压电路。 当线圈L3被D6检测到时,C5上的电流下降,同时也说明L2被D4检测到后C3正极上的电流更低,当它低到稳压D3(9V)时D3导通,使V1栅极漏电到地,V1截止,最终输出电流减小。 电路中R4、D5、V2组成过流保护电路。mCr物理好资源网(原物理ok网)

当V1的工作电压由于某种原因过大时,R4上形成的电流互感器通过D5加到V2的栅极,V2导通,V1栅极的电流增大,V1的电压减小。 D3的稳压值理论上为9V+0.5~0.7V。 在实际应用中,如果要改变输出电流,只需将D3换成不同的稳压值即可。 稳压值越小,输出电流越小,反之亦然。 高的。mCr物理好资源网(原物理ok网)

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