開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)實(shí)例分析

一種簡(jiǎn)單的三段式鉛酸電池充電器控制電路

本PCB文件是由上圖原理(沒(méi)有繼電器電路)設(shè)計(jì)的12V/4A簡(jiǎn)單的三段式充電器。

應(yīng)用實(shí)例(2)

簡(jiǎn)單的單顆TL431限流恒壓控制方法

當(dāng)電流增大時(shí)TL431-1的電位被太高,從而起到現(xiàn)在電流的功能,因?yàn)镽3的存在對(duì)輸出電壓進(jìn)行了補(bǔ)償.所以基本上可以做到限流穩(wěn)壓功能為一體, 具有相對(duì)的成本優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)用實(shí)例(3)

一種低壓氙氣燈電源啟動(dòng)電路

● 此電路是一個(gè)限制輸出功率的半橋電路,利用電容限制電流的方法。(調(diào)節(jié)VR2可以得到不同的啟動(dòng)電壓值,調(diào)節(jié)VR1可以得到不同的輸出電流來(lái)匹配不同的低壓氙氣燈的搭配).

● 輸出兩個(gè)繞組，第一個(gè)是能夠提供27V30A的主繞組，第二個(gè)是能夠提供140V啟動(dòng)電壓，經(jīng)過(guò)串聯(lián)在整流二極管前面的電容來(lái)限制啟動(dòng)機(jī)電流<0.5A電流的。當(dāng)開(kāi)機(jī)時(shí)輸出電壓根據(jù)輔助繞組的反饋電壓，開(kāi)環(huán)狀態(tài)啟動(dòng)繞組電壓被限制到140V左右，氙氣燈在高達(dá)140V電壓立即啟動(dòng)后，由于高壓繞組的串聯(lián)電容存在，這個(gè)電流無(wú)法高起來(lái)。而一旦氙氣燈啟動(dòng),此電壓被迫同步拉低到主繞組電壓27V左右，因?yàn)榍岸嘶ジ衅麟娏鞑蓸邮沟幂敵龉β适芟拗?，所?7V的電壓不會(huì)被抬高。

● 因?yàn)榇?lián)電容限制電流達(dá)到同步啟動(dòng)的方法使得電路必須工作在固定頻率下，而輸入電壓范圍也不能偏差太高。一般在5%范圍內(nèi)變化不會(huì)影響氙氣燈的正常工作。

● 此電路的特點(diǎn)就是有效解決同步啟動(dòng)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自然同步比軟件控制更為可靠。

● 氙氣燈的啟動(dòng)特點(diǎn)就是要求必須完全同步，如果電壓低就無(wú)法啟動(dòng)。但一旦啟動(dòng)后電流就必須在電流上來(lái)的同時(shí)電壓要降低到24V-28V，過(guò)高就會(huì)出現(xiàn)燈管爆炸的危險(xiǎn)，電流低于25A就會(huì)熄滅。而熄滅后不能立即重新啟動(dòng)。應(yīng)用這一方法得以有效且低成本的滿足要求。

應(yīng)用實(shí)例(4)

一種波形比較理想的變壓器隔離驅(qū)動(dòng)電路

波形比較理想的變壓器隔離驅(qū)動(dòng)應(yīng)用實(shí)例

應(yīng)用實(shí)例(5)

偏小變壓器反激開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)之參考建議本案例是EC-2828變壓器全電壓輸入，輸出功率60W。

EC-2828變壓器全電壓輸入，輸出功率60W。

● 對(duì)于偏小磁芯變壓器的設(shè)計(jì)：主要有磁芯Ae面積偏小的問(wèn)題，將會(huì)帶來(lái)初級(jí)圈數(shù)偏多的現(xiàn)象?？梢赃m當(dāng)提高工作頻率，本案例工作頻率在70KHz-75KHz。由于圈數(shù)偏多初次級(jí)的耦合將會(huì)更有利。所以VCC繞組電壓在短路瞬間會(huì)上沖到比較高的狀態(tài)，本案例原理圖上有可控硅做過(guò)壓保護(hù)功能。而后因?yàn)榇渭?jí)繞組的短路耦合到VCC繞組使其電壓降低到IC不能啟動(dòng)這個(gè)過(guò)程是可以實(shí)現(xiàn)的。

● 要做到以上特性：VCC繞組線徑必須要小，我個(gè)人一般取0.17mm以下，小于0.12會(huì)很容易斷。這樣小的線徑談不上節(jié)約銅材，但是可以利用銅線的阻抗來(lái)代替很多設(shè)計(jì)人員習(xí)慣在VCC整流二極管上串聯(lián)小阻值電阻的功能，而且這個(gè)利用線圈本身的阻抗對(duì)交流的抑制能力在本案例當(dāng)中更有效，可以防止瞬間沖擊而損壞后級(jí)電路的功效。

● 初級(jí)與次級(jí)主繞組必須是最近相鄰的繞組，這樣耦合會(huì)更有利。

● 開(kāi)關(guān)電源在MOSFET-D端點(diǎn)工作時(shí)候產(chǎn)生的干擾是最大的(也是RCD吸收端與變壓器相連的端點(diǎn))，在變壓器繞制時(shí)建議將他繞在變壓器的第一個(gè)繞組，并作為起點(diǎn)端，讓他藏在變壓器最里層，這樣后面繞組銅線的屏蔽是有較好抑制干擾效果的。

● VCC繞組在計(jì)算其圈數(shù)時(shí)盡量的在IC最低工作電壓乘以1.1倍作為誤差值，不用考慮銅線的壓降，因?yàn)閱?dòng)前電流是非常小的，所以這個(gè)電阻并沒(méi)有多少影響，幾乎可以忽略不計(jì)。而在電路未啟動(dòng)之前，由于高壓端啟動(dòng)電阻的充電，可以將VCC上電容上的電壓充到IC啟動(dòng)的電壓，一旦電路有問(wèn)題一下啟動(dòng)不了VCC由于繞組電壓的預(yù)設(shè)值偏低。電路也是不會(huì)啟動(dòng)的，一般表現(xiàn)為嗝狀態(tài)。

● 為何要按照IC的工作電壓低端取值?因?yàn)槲覀兇渭?jí)繞組是與初級(jí)繞組相鄰繞制的，耦合效果相對(duì)而言是最好的。我們做短路試驗(yàn)也是做次級(jí)的輸出短路，因?yàn)轳詈闲Ч茫渭?jí)短路時(shí)VCC在經(jīng)過(guò)短暫的上沖后會(huì)快速降低，降到IC的關(guān)閉電壓時(shí)電路得到最好的保護(hù)。需要注意這個(gè)電壓需要高于MOSFET飽和導(dǎo)通1V以上，避免驅(qū)動(dòng)不足。

● 還有利于降低IC本身的功耗，是否可以提高IC的壽命無(wú)法驗(yàn)證，但穩(wěn)定性應(yīng)該更高。

應(yīng)用實(shí)例(6)

一種反激雙路輸出相對(duì)穩(wěn)定的解決方案

具有相對(duì)穩(wěn)定輸出的雙路反激輸出電路

● 這種電路一般應(yīng)用于小功率電源。為了確保兩個(gè)繞組的交叉調(diào)整率更好。我們需要注意一些問(wèn)題。

● 在本實(shí)例中，一般我們?cè)O(shè)5V為采樣反饋端.如果雙路采樣交叉調(diào)整率可能會(huì)更差,甚至不能單獨(dú)空載和獨(dú)立帶載問(wèn)題.此方法得以解決這一問(wèn)題,此方法不太適合兩組電壓相差遙遠(yuǎn)的應(yīng)用.會(huì)多占用變壓器一腳。

● 反饋光耦供電用12V供電，且取樣點(diǎn)在后級(jí)濾波電感前面更好。因?yàn)闉V波電感前的波動(dòng)更快的反映前端PWM的調(diào)制狀態(tài)，就算TL431的開(kāi)啟程度是一定的，因?yàn)?2V的波動(dòng)可以讓光耦上反饋到的電流有微小的差異，在反饋環(huán)路一定的情況下，這個(gè)光耦供電取樣點(diǎn)的選擇更有利于動(dòng)態(tài)響應(yīng)和調(diào)整率的平衡控制。

● 12V繞組應(yīng)該放在更接近于初級(jí)繞組的地方。這樣更有效的確保12V的電壓變化比例更小，因?yàn)槲覀兎答伈蓸拥氖?V端，所以難控制的是12V的繞組。綜合這些將可以更好的控制這兩個(gè)繞組的平衡度。雖然不能做到絕對(duì)的好，但是相對(duì)的來(lái)說(shuō)是有一定參考價(jià)值的。

● 上頁(yè)所述的樣板基本可以控制到 /-5%范圍的誤差，屬于可接受的范圍，建議喜歡動(dòng)手的朋友不妨試一下。