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低压高效开关电源电路设计
时间:2021-07-30 17:31:01 点击次数:666

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,完成一个工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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