创易AC DC RCC3W开关电源工作原理

发布 2019-04-30 09:29:17 阅读 3292

一:ac_220v输入部分。

ac_220v由con1/con2或j1进入后,经过r100(降低c100初始充电电流冲击和保险丝的作用)送至由d103/d104/d105/d106组成的桥式整流把220v交流变换为+300v左右的直流电压,最后由c100(400v/4.7uf)滤波。

整流滤波原理图:

二:自激变换部分:

1:启动过程。

300v直流供电(实际值和输入的交流电压有关系,这里只是命名)由r106通过q100的b-e到地形成q100的ib(约0.35ma),由ib引起q100的ic电流由0逐渐线性增大到1.2ma左右(选用的mje13003的hfe约30-40倍左右)。

2:自激振荡过程:

由于开关管的导通,使+300v直流电压几乎全部加载到初级绕组上,形成上正下负的正激电压(此时初级线圈中的电流线性上升对变压器“充电”)。而初级绕组的正激电压感应到反馈和次级(输出)绕组上的电压极性如下图所示:

由于次级输出有开关二极管d102存在,变压器正激状态时是不对负载供电的。

下图:变压器反馈绕组感应到上负下正的正激电压,这个正激电压通过c103 r107流向q100的基极和启动电阻r106形成的启动电流相叠加,直接使q100导通。

3:截止:下图是该电源工作时的波形截图,开关管完全导通后,由于电感电流的“滞后”(初级绕组的电流从0开始线性增大),当电感的正激电流上升到电路设计限制值70ma后,在r101上形成0.

7v的压降促使q101导通,q101导通使q100电流不能进一步增长,限制在70ma。因为电感电流不能增长,根据愣次定律,反馈电压为0,导致通过q100的电流迅速降低,而主电感电流根据愣次定律需要继续保持,于是在主线圈产生了相反的电动势,同时通过反馈部分,产生一个截止的电压给q100,于是q100进入截止逆转状态。

下图是r101两端的波形,红线指示的区间就是变压器初级绕组正激状态时,电流线性增大的过程。

由于q100被q101限制电流,变压器初级绕组(电感)为了保持原有的电流方向不变,在初级绕组两端产生上负下正的自感电动势(反激电压)

上图是本电路在加载500ma负载电流时的变压器初级线圈两端的波形图,截图状态时电路直流供电为255v左右,在上图中正激电压约为240v,其中15v的压差是以损耗的形式被开关三极管vce分压分掉了。

0v基准线以下部分为反激电压。

4:能量输出:

下图:q100截止后,在次级绕组上建立下图图示的上正下负的反激电压,这个极性可以使肖特基二极管d102导通而向负载供电。

下图是变压器次级输出绕组的工作波形,在变压器初级绕组正激状态时(向变压器“充电”),次级绕组感应到较高的反激感应电压,这个电压是要反偏给开关二极管d102的,开关二极管的反向耐压就是根据这个电压来取值的。

变压器初级绕组出于反激状态时,变压器是向负载提供能量的,波形图中可以看到,这个反激电压大概有6.2v,而这个电源实际输出的电压只有5v,而其中的压差大部分是被开关二极管消耗掉了,本电源一大损耗就是这里造成的,为了改善开关二极管造成的损耗,可以选用压降较小的开关二极管或改造电路使之使用同步整流的技术(同步整流部分不在本章讨论之列)。