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24V電源實(shí)例分析

2021/04/13
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最近比較忙,沒怎么關(guān)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(fù)的都回復(fù)了,剩下一兩句話說不清楚的那我們就一個(gè)一個(gè)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(diǎn),如下所示:

從上圖我們可以看出,這個(gè)電源屬于典型的反激轉(zhuǎn)換型開關(guān)電源,我們也可以稱之為回掃變壓器型開關(guān)電源。這個(gè)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(guān)電路,保護(hù)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(xiǎn)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(guān)電路由芯片1M0880與周圍元器件共同組成。

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

二次繞組整流濾波電路元器件就比較復(fù)雜,我們在下面再詳細(xì)介紹。

我從網(wǎng)上下載了主芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,如下圖所示:

據(jù)介紹里說,這款是周期過電流限制,具有過載、過壓保護(hù)功能、欠壓鎖定、軟啟動、內(nèi)部溫度關(guān)斷等優(yōu)良的保護(hù)特性。

工作原理:

電源經(jīng)保險(xiǎn)管F1輸入,電容C11、C12與扼流圈L1組成濾除電網(wǎng)共模干擾;C11、C12安規(guī)電容,電容C3和C6用于濾除電網(wǎng)差模干擾

NTC是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,剛上電時(shí)電阻值較大,正常工作時(shí),發(fā)熱后電阻阻值變得較小,用于防止上電瞬間電網(wǎng)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(jīng)E2、E3濾波,圖中有個(gè)細(xì)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(jìn)行串聯(lián);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(shí),R9和R11就會將E2和E3上殘留的電能進(jìn)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(jīng)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(shí),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(nèi)部MOS管截止時(shí)一次繞組產(chǎn)生的尖峰電壓。同理電阻R3和電容C4并聯(lián)在芯片內(nèi)部場效應(yīng)管兩端,也是起到保護(hù)作用。這種運(yùn)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(dān),E3~E7為輸出端濾波電容,5只470uF電容并聯(lián),相當(dāng)于2350uF的容量。另外電容與L2構(gòu)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(fù)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(jù)參數(shù),我們可以計(jì)算出二次繞組的輸出電壓為:Uo=2.5*【1+R7/(R2+RW1)】;調(diào)節(jié)RW1的阻值,當(dāng)RW1=0時(shí),輸出電壓為27.5V;當(dāng)RW=2K時(shí),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(dāng)我們電源輸出電壓升高時(shí),431的參考端電壓也同步上升,驅(qū)動能力增強(qiáng),經(jīng)光耦拉低芯片的反饋FB腳電壓,使得芯片開關(guān)占空比減小,輸出電壓相應(yīng)降低,平衡了上升的電壓值,達(dá)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(shí),軟啟動可以限制芯片內(nèi)部場效應(yīng)管導(dǎo)通的最大電流,防止擊穿。

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公眾號開關(guān)電源解析主筆,開關(guān)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(shè)計(jì)調(diào)試,主要關(guān)注領(lǐng)域?yàn)榧呻娐?,?shù)字電路,人工智能電源等等,目前專注于手機(jī)充電器和液晶顯示器的領(lǐng)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(gè)敲門磚。