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单击此处编辑母版标题样式,第,2,章 自激式开关电源,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,第,2,章 自激式开关电源,2.1,自激式开关电源的结构和保护电路,2.2,自激电源的优化,2.3,自激式降压型集成电源,2.4,升压式自激电源,2.5,开关电源的隔离,2.6,自激开关电源应用设计,2.7,典型设备开关电源,第2章 自激式开关电源 2.1 自激式开关电源的结,2.1,自激式开关电源的结构和保护电路,2.1.1,自激式降压电源的结构和工作原理,1,基本结构,图,2-1,自激式降压型电源结构图,2.1 自激式开关电源的结构和保护电路2.1.1 自,2,自激式降压型电源工作原理,图,2-2,不隔离电源原理图,2自激式降压型电源工作原理图2-2 不隔离电源,2.1.2,降压型电源保护电路,图,2-3,晶闸管,过压保护,原理,2.1.2 降压型电源保护电路图2-3 晶闸管过压保护,自激式降压型开关电源的,过流保护,相当重要，因为自激式负载短路保护功能不可能代替负载过流保护。实用中一旦开关电源,负载过流引起开关管击穿,，将造成严重超压，使开关电源和负载电路同时损坏。最简单的过流保护可通过在电路中加入负载电流,I,0,取样电路实现，原理见图,2-4,。,图,2-4,自激式电源,过流保护,原理,自激式降压型开关电源的过流保护相当重要，因为自激式负载短,2.2,自激电源的优化,2.2.1,增大降压比控制,在图,2-2,所示电路中，当开关管导通时，加在储能电感两端的为全部输入电压。为了使储能电感在能量释放时有,较低的电压输出,，只有通过,压缩脉冲宽度,，减小能量存储。但在脉冲幅度不变时，单纯靠减小脉冲宽度有一定限度，即受到开关管,可控导通时间的限制,和,输出纹波增大,的限制。因此，当脉宽减小到一定限度时，开关管的振荡处于占空比极小的状态，输出直流电靠滤波电容的放电予以保持，导致电源内阻增大，难以输出较大的电流。,2.2 自激电源的优化2.2.1 增大降压,解决上述问题的方法是将原储能电感部分改为脉冲变压器,，即对原脉冲变压器进行改型。,开关管导通期间通过脉冲变压器初级储存能量，开关管截止时脉冲变压器通过次级向负载释放能量。,如果此脉冲变压器,初、次级绕组的匝数比,增大，次级释放能量形成的感应电压则必然较低。假设脉冲变压器能量存储与释放是相等的，其次级电路将感应出低脉冲幅度、大电流的感应电压向负载及滤波电容放电。,除此之外，脉冲变压器代替储能电感后，电路的降压功能不只依靠压缩脉宽，还可以通过改变脉冲变压器,初、次级变比,的方式得到设定的降压输出。,解决上述问题的方法是将原储能电感部分改为脉冲变压器，即对原,依此原理设计的自激式降压型开关电源电路如图,2-5,所示。脉冲变压器,T,增设了副绕组,-,，在电路的振荡过程中，其元器件的作用与图,2-2,所示的相同。区别是储能电感和开关管的位置被互换，但对储能电路来说作用相同，对电路功能无任何影响。,图,2-5,降压比增大电路,依此原理设计的自激式降压型开关电源电路如图2-5所示。脉,2.2.2,自激电源的同步控制,图,2-6,TC-29CX,电源电路,2.2.2 自激电源的同步控制图2-6 TC-,2.3,自激式降压型集成电源,图,2-7,直接取样开关电源电路,2.3.1,直接取样电源电路,2.3 自激式降压型集成电源图2-7 直,2.3.2,间接取样电源电路,图,2-8,间接取样开关电源电路,2.3.2 间接取样电源电路图2-8 间接取样开关,2.4,升压式自激电源,升压式开关电源是不隔离型开关电源的另一种应用较多的开关电源，尤其在目前的移动通信、移动视频显示器中更得到广泛应用。升压式开关电源的原理图见图,2-9,。,图,2-9,升压式开关电源原理图,2.4 升压式自激电源升压式开关电源是不,2.5.1,隔离电源基本电路,基本电路是开关电源完成功能所需的最简单的应用电路，它具备了此类电源的所有基本单元。,自激式隔离型开关电源,工作原理框图见图,2-10,，其主要功能部分包括：,开关管,VT,和,T,组成的自激振荡电路,、,脉冲宽度调制的控制系统,、,取样系统,和,次级的脉冲整流滤波电路,等。,图,2-10,自激式隔离型开关电源工作原理,2.5,开关电源的隔离,2.5.1 隔离电源基本电路基本电路是开,下面以图,2-11,典型电路分析工作原理。,图,2-11,自激式隔离型开关电源基本电路,下面以图2-11典型电路分析工作原理。图2-11 自激,2.5.2,提高隔离电源稳压性能,隔离开关电源在实际设计中需考虑其稳压性，可以从,稳压器正反馈量,入手。当输入电压或负载电流变化时，将开关管正反馈量限制在一定范围内，使,低输入电压、大负载电流,时有正常的正反馈量；当,输入电压升高,或,负载电流减小,时，抑制正反馈量的升高，达到扩大稳压性能的目的。,图,2-12,正反馈脉冲钳位电路,2.5.2 提高隔离电源稳压性能隔离开关电源在实际设,图,2-13,所示为恒流驱动电路，电路中设有两路正反馈支路。,图,2-13,恒流驱动电路,图2-13所示为恒流驱动电路，电路中设有两路正反馈支路。,2.5.3,双,PWM,控制,为了提高,稳压效果,，自激式开关电源可以采用双路或多路,PWM,控制，采用两只脉宽控制管或两路独立的控制电路，扩大脉宽调制器的控制能力。因为两路,PWM,电路同时出现故障的机会极小，所以不仅提高了控制能力，可靠性也大为提高。,1,双路,PWM,电路,图,2-14,为双路,PWM,控制的基本电路。,2.5.3 双PWM控制为了提高稳压效果，自激式开关,1,双路,PWM,电路,图,2-14,双路,PWM,控制的基本电路,1双路PWM电路图2-14 双路PWM控制的基本电路,2,隔离开关电源保护电路,开关电源保护电路设置的作用是：,保护开关电源本身,，,尽量减少故障率,，或者在偶然,发生故障时减小其损坏范围,；,设置输出过压保护,，,避免损坏负载电路,。,保护电路按其保护方式分为,故障前保护,和,故障后保护,。过压、过流抑制保护即为故障前保护；发生故障后，可防止故障范围扩大、减小损失的硬保护措施，即为故障后保护。,采用双路控制的自激式开关电源,属故障前保护，常设以下保护电路。,2隔离开关电源保护电路开关电源保护电路设置的作用,(1),软启动电路。,在开关电源启动时，开关管振荡过程中的振荡脉宽不是突然进入额定脉宽，而是有一段启动过程。以图,2-11,的电路为例，开机瞬间，,C,312,两端取样电压达到额定值需有一定时间，在,C,312,充电过程中，误差放大器检出的取样电压偏低，因而脉宽控制电路减小了对开关管基极的分流，使振荡电路脉宽增大，形成,开机冲击电流,。脉宽的增大，使开关管在开机瞬间有一较大的冲击电流。为了避免这种硬启动过程带来的危害，需要在取样分压电路中加入软启动电路。,图,2-11,自激式隔离型开关电源基本电路,(1)软启动电路。在开关电源启动时，开关管振荡过程中的,(2),过流保护电路,。对负载短路过流的保护一般设在输出电路中，与不隔离式开关电源采用相同的电路。在隔离式开关电源中，还需设置开关管的过流保护电路，其电路组成见图,2-15,。,图,2-15,开关管过流和输入过压保护,(2)过流保护电路。对负载短路过流的保护一般设在输出电,2.5.4,两路正反馈控制,图,2-16,两路正反馈电源电路,2.5.4 两路正反馈控制图2-16 两路正反馈电,2.6,自激开关电源应用设计,2.6.1,办公设备电源,2.6.2,显示器电源,2.6 自激开关电源应用设计2.6.1 办公,2.7,典型设备开关电源,2.7.1,原理框图,本节以典型的,T3877N,为例说明彩色电视机开关电源工作原理，原理框图如图,2-19,所示，电路原理图如图,2-20,所示,。,图,2-19 T3877N,的开关电源工作原理框图,2.7 典型设备开关电源2.7.1 原理框图,图,2-20 T3877N,电路原理图,图2-20 T3877N电路原理图,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,感谢您的支持，我们努力做得更好！,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,26,
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