自激式直流穩(wěn)壓源它具有體積小、重量輕、效率高、對(duì)電網(wǎng)電壓及頻率的變化適應(yīng)性強(qiáng)、輸出電壓保持時(shí)間長(zhǎng)、有利于計(jì)算機(jī)信息保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛一款自激式直流直流開關(guān)電源原理分析。

直流開關(guān)電源的工作原理

輸入電壓為AC220v，50Hz的交流電，經(jīng)過濾波，再由整流橋整流后變?yōu)橹绷?，通過控制電路中開關(guān)管的導(dǎo)通和截止使高頻變壓器的一次測(cè)產(chǎn)生低壓高頻電壓，經(jīng)由小功率高頻變壓器藕合到二次測(cè)，再經(jīng)整流濾波，得到直流電壓輸出。為了使輸出電壓穩(wěn)定，用了TL431取樣，將誤差經(jīng)光耦合放大，通過PWM來控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止時(shí)間(即占空比)，使得輸出電壓保持穩(wěn)定。

直流開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

在此功率轉(zhuǎn)換電路中，采用單端反激式變換器，單端是因?yàn)槠涓哳l變壓器的磁芯只工作在第一象限。按變壓器的副邊開關(guān)整流器二極管的接線方式不同，單端變換器可分為兩種：正激式與反激式。

原邊主功率開關(guān)管與副邊整流管的開關(guān)狀態(tài)相反(開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，副邊的整流二極管截止)稱為單端反激式。當(dāng)原邊加到高電平激勵(lì)脈沖使Q1導(dǎo)通，直流輸入高頻變壓器的原邊兩端，此時(shí)因副邊是上負(fù)下正，使整流二極管截止；當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖為低電平使Q1截止，原邊兩端極性反向，使副邊繞組兩端變?yōu)樯险仑?fù)，則整流二極管被正向?qū)?，此后變壓器副邊的磁能向?fù)載釋放。

因此單端反激式變換器只是在原邊Q1導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存能量，當(dāng)它截止時(shí)才向負(fù)載釋放，故高頻變壓器在開關(guān)過程中，既起變壓隔離作用，又是電感儲(chǔ)能元件。

高頻變換器部分

由于高頻變壓器原邊在單位時(shí)間里提供的功率與ton的平方和頻率成正比、與輸入原邊直流電壓的平方成正比，與原邊繞組匝數(shù)成反比，若不考慮變壓器的消耗，由能量守恒可得變壓器副邊功率，即輸出的功率與變壓器副邊匝數(shù)，以及負(fù)載無關(guān)，只由原邊提供的功率決定。因此要得到不同的輸出功率，就只有靠改變高頻變壓器原邊的功率。

改變ton對(duì)輸出功率的影響最大，但受到磁通復(fù)位條件的限制不宜較大的改變，要改變輸入原邊的直流電壓，只能改變前面電路的濾波電感與濾波電容等參數(shù)，還可以在前面加入一個(gè)電位器，也能改變直流電壓，而頻率要受到功率開關(guān)管本身?xiàng)l件的限制。所以改變?cè)吚@組匝數(shù)是一個(gè)比較好的方法，原邊線圈繞組寬度不要太長(zhǎng)，而將其分為多層，每一層的接入都用一個(gè)開關(guān)控制，需要不同的繞組匝數(shù)接入不同的開關(guān)就能很好的控制原邊上的功率，從而得到不同的輸出功率。

但是，toff時(shí)間內(nèi)要使高頻變壓器的原邊磁通復(fù)位，在ton時(shí)間內(nèi)要使其副邊磁通復(fù)位，如果在開關(guān)工作周期結(jié)束時(shí)，磁通沒有回到周期開始的起點(diǎn)，則變壓器磁芯內(nèi)的磁通就會(huì)逐漸增加，導(dǎo)致磁芯飽和而損壞功率開關(guān)管。要滿足單端變換器的磁通復(fù)位條件，就要使Ton與Toff的時(shí)間適當(dāng)，不能太長(zhǎng)，否則使開關(guān)管的頻率變低，同時(shí)與高頻變壓器原邊與副邊繞組的匝數(shù)有關(guān)。

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