介绍一款24V输出开关电源

下图为一款24v输出开关电源原理图:
从上图我们可以看出,这个电源属于典型的反激转换型开关电源,我们也可以称之为回扫变压器型开关电源。这个电路从功能上大致可以分为电源输入电路,启动电路,主开关电路,保护电路,二次绕组整流滤波电路及反馈稳压电路。
电源输入电路:
主要由保险管f1、差模电容c11、c12;共模扼流圈l1、ntc、共模c3与c6;整流器d6;高压滤波电容e2、e3组成。
启动电路主要由r5;r14;滤波电阻e1和稳压二极管z1组成。
主开关电路由芯片1m0880与周围元器件共同组成。
保护电路:由vd1;c10和r8组成高压尖峰吸收保护线路,由c4和r3组成mos管开关保护线路;由c9和r1组成的二极管开关保护线路。
二次绕组整流滤波电路元器件就比较复杂,我们在下面再详细介绍。
我从网络上下载了主芯片的内部结构图,如下图所示:
规格书里介绍说,这款是周期过电流限制,具有过载、过压保护功能、欠压锁定、软启动、内部温度关断等优良的保护特性。
工作原理:
电源经保险管f1输入,电容c11、c12与扼流圈l1组成滤除电网共模干扰;c11、c12安规电容,电容c3和c6用于滤除电网差模干扰。
ntc是负温度系数热敏电阻,刚上电时电阻值较大,正常工作时,发热后电阻阻值变得较小,用于防止上电瞬间电网高压大电流对滤波电容e2、e3的冲击。
vd5为整流桥,将交流电压整流成脉动电压,再经e2、e3滤波,图中有个细节,那就是e2和e3都是200v耐压的电容,所以我们要将e2和e3进行串联;r9和r11分别e2和e3的放电电阻,在外接电源切断,芯片不能正常工作时,r9和r11就会将e2和e3上残留的电能进行释放,以免对人体意外触电。
r5为启动电阻,电压加到芯片的供电端,一旦系统正常工作后,二次绕组经vd4整流,e1滤波给芯片提供电源,电阻r12与电容e1组成rc滤波电路,提高电源的稳定性。稳压管z1用于限制电压过高,防止损坏芯片,正常工作时,二次绕组的输出电压一般不会超过z1的稳压值。
vd1、c10和r8组成rcd尖峰吸收电路,吸收芯片内部mos管截止时一次绕组产生的尖峰电压。同理电阻r3和电容c4并联在芯片内部场效应管两端,也是起到保护作用。这种运用非常普遍,尤其是在可控硅电路中最为常见。
二次绕组整流由vd3承担,e3~e7为输出端滤波电容,5只470uf电容并联,相当于2350uf的容量。另外电容与l2构成π型滤波线路,输出稳定电压,纹波电压小,r13为电容的负载电阻,也可以称为放电电阻。r4为发光二极管ds1的限流电阻,用于指示电源正常工作与否。
稳压电路由电阻r2、r7、rw1和431共同组成,根据参数,我们可以计算出二次绕组的输出电压为:uo=2.5*【1+r7/(r2+rw1)】;调节rw1的阻值,当rw1=0时,输出电压为27.5v;当rw=2k时,输出电压为22.6v。
稳压电路主要依靠431来平衡输出电压,当我们电源输出电压升高时,431的参考端电压也同步上升,驱动能力增强,经光耦拉低芯片的反馈fb脚电压,使得芯片开关占空比减小,输出电压相应降低,平衡了上升的电压值,达到自动控制平衡效果。
软启动功能是由芯片5脚来控制,初始上电瞬间,反馈信号还没有建立时,软启动可以限制芯片内部场效应管导通的最大电流,防止击穿。


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