恒压/恒流输出式开关电源的工作原理是什么?

yzjrl 2022年7月26日20:15:56
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下面以7.5V、1A恒压/恒流输出式开关电源为例,其电路如下图所示。它采用一片TOP222Y型开关电源(IC1),配PC817A型线性光耦合器(IC2)。85~256V交流输入电压u经过EMI滤波器(L2、C6)、整流桥(BR)和输入滤波电容(C1),得到大约为82~375V的直流高压U1,再通过一次绕组接TOP222Y的漏极。由VDZ1和VD1构成的漏极钳位保护电路,能将高频变压器漏感形成的尖峰电压限定在安全范围之内。VDZ1采用BZX97-C200型瞬态电压抑制器,其钳位电压UB=200V。VD1选用UF4005型超快恢复二极管。二次绕组电压经过VD2、C2整流滤波后,再通过L1、L3滤波,获得+7.5V输出。VD2采用3A/70V的肖特基二极管。反馈绕组的输出电压经过VD3、C4整流滤波后,得到反馈电压UFB=26V,给光敏三极管提供偏压。C5为旁路电容,兼作频率补偿电容并决定自动重启动时的频率。R2为反馈绕组的假负载,空载时能限制反馈电压UFB不致升高。

恒压/恒流输出式开关电源的工作原理是什么?

该电源有两个控制环路。电压控制环是由1N5234B型6.2V稳压管(VDZ2)和光耦合器PC817A(IC2)构成的。其作用是当输出电流较小时令开关电源工作在恒压输出模式,此时VDZ2上有电流通过,输出电压由VDZ2的稳压值(UZ2)和光耦合器中LED的正向压降(UF)所确定。电流控制环则由晶体管VT1和VT2、电流检测电阻R3、光耦合器IC2、电阻R4~R7、电容C8构成。其中,R3专用于检测输出电流值。VT1采用2N4401型NPN硅晶体管,国产代用型号为3DK4C;VT2则选2N4403型PNP硅晶体管,可用国产3CK9C代换。R6、R5分别用来设定VT1、VT2的集电极电流值IC1、IC2。R5还决定电流控制环的直流增益。C8为频率补偿电容,防止环路产生自激振荡。在刚通电或自动重启动时,瞬态峰值电压可使VT1导通,现利用R7对其发射结电流进行限制;R4的作用是将VT1的导通电流经VT2旁路掉,使之不通过R1。电流控制环的启动过程如下:随着1O的增大,当Io接近于1A时,UR3↑→VT;导通→UR6↑→VT2导通,由VT2的集电极给光耦合器提供电流,迫使Uo↓。由于Uo降低,VDZ2不能被反击穿,其上也不再有电流通过,因此电压控制环开路,开关电源就自动转入恒流模式。C7为安全电容,能滤除由一次侧、二次侧耦合电容产生的共模干扰。

该电源既可工作在7.5V稳压输出状态,又能在1A的受控电流下工作。当环境温度范围是0~50℃时,恒流输出的准确度约为士8%。

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yzjrl
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