本文主要讲了六款简单的开关电源电路设计原理图,24V 开关电源的工作原理是什么、24V 开关电源电路图等内容,下面就一起来看看吧~

 

▍简单的开关电源电路图(一)

 

简单实用的开关电源电路图

 

调整 C3 和 R5 使振荡频率在 30KHz-45KHz。输出电压需要稳压。输出电流可以达到 500mA. 有效功率 8W、效率 87%。其他没有要求就可以正常工作。

 

▍简单的开关电源电路图(二)

24V 开关电源,是高频逆变开关电源中的一个种类。通过电路控制开关管进行高速的道通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!

 

24V 开关电源的工作原理是:

1. 交流电源输入经整流滤波成直流;


2. 通过高频 PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;


3. 开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;


4. 输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制 PWM 占空比,以达到稳定输出的目的。

 

24v 开关电源电路图

 

 


▍简单的开关电源电路图(三)

单端正激式开关电源的典型电路如下图所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管 VT1 导通时,VD2 也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;当开关管 VT1 截止时,电感L通过续流二极管 VD3 继续向负载释放能量。

 

在电路中还设有钳位线圈与二极管 VD2,它可以将开关管 VT1 的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于 50%。

 

 

由于这种电路在开关管 VT1 导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出 50-200 W的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。

 

▍简单的开关电源电路图(四)

推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管 VT1 和 VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器T次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。

 

 

这种电路的优点是两个开关管容易驱动,主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大,一般在 100-500 W范围内。

 

▍简单的开关电源电路图(五)

在开关电源中电源反馈隔离电路由光电耦合器如 PC817 以及并联稳压器 TL431 所组成,其典型应用如下图所示。当输出电压发生波动时,经过电阻分压后得到取样电压与 TL431 中的 2.5V 带隙基准电压进行比较,在阴极上形成误差电压,使光耦合器件中的 LED 工作电流生产相应的变化,在通过光耦合器件去改变 TOPSwitch 控制端的电流大小,进而调节输出占空比,使 Uo 保持不变,达到稳压目的。

 

 

反馈回路中主要元件的作用及选择:R1R4R5 主要作用是配合 TL431 和光耦合器件工作,其中 R1 为光耦的限流电阻,R4 及 R5 为 TL431 的分压电阻,提供必须工作电流以完成对 TL431 保护。

 

▍简单的开关电源电路图(六)

电路以 UC3842 振荡芯片为核心,构成逆变、整流电路。UC3842 一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,相关引脚功能及内部电路原理已有介绍,此处从略。AC220V 电源经共模滤波器 L1 引入,能较好抑制从电网进入的和从电源本身向辐射的高频干扰,交流电压经桥式整流电路、电容 C4 滤波成为约 280V 的不稳定直流电压,作为由振荡芯片 U1、开关管 Q1、开关变压器 T1 及其它元件组成的逆变电路。逆变电路,可以分为四个电路部分讲解其电路工作原理。

 

 

1、振荡回路 开关变压器的主绕组 N1、Q1 的漏 -- 源极、R2(工作电流检测电阻)为电源工作电流的通路;本机启动电路与其它开关电源(启动电路由降压限流电阻组成)有所不同,启动电路由 C5、D3、D4 组成,提供一个“瞬态”的启动电流,二极管 D2 吸收反向电压,D3 具有整流作用,保障加到 U1 的 7 脚的启动电流为正电流;电路起振后,由 N2 自供电绕组、D2、C5 整流滤波电路,提供 U1 芯片的供电电压。这三个环节的正常运行,是电源能够振荡起来的先决条件。

 

当然,U1 的 4 脚外接定时元件 R48、C8 和 U1 芯片本身,也构成了振荡回路的一部分。

 

电容式启动电路,当过载或短路故障发生时,电路能处于稳定的停振保护状态,不像电阻启动电路,会再现“打嗝”式间歇振荡现象。工作电流检测从电阻 R2 上取得,当故障状态引起工作过流异常增大时,U1 的 6 脚输出 PWM 脉冲占空比减小,N1 自供电绕组的感应电路也随之降低,当 U1 的 7 脚供电电压低于 10V 时,电路停振,负载电压为 0,这是过流(过载或短路)引发 U1 内部欠电压保护电路动作导致的输出中止;工作电流异常增大时,R2 上的电压降大于 1V 时,内部锁存器动作,电路停振,这是由过流引发 U1 内部过流保护动作导致输出中止。

 

2、稳压回路 开关变压器的 N3 绕组、D6、C13、C14 等元件组成的 24V 电源,基准电压源 TL1、光耦合器 U2 等元件构成了稳压控制回路。U1 芯片和 1、2 脚外围元件 R7、C12,也是稳压回路的一部分。实际上,TL1、U1 组成了(相对于 U1 内部电压误差放大器)外部误差放大器,将输出 24V 的电压变化反馈回 U1 的反馈电压信号输入端。当 24V 输出电压上升时,U1 的 2 脚电压上升,1 脚电压下降,输出 PWM 脉冲占空比下降,输出电路回落。当输出电压异常上升时,U1 的 1 脚下降为 1V 时,内部保护电路动作,电路停振。

 

3、保护回路 U1 芯片本身和 3 脚外围电路构成过流保护回路;N1 绕组上并联的 D1、R1、C9 元件构成了开关管的反向电压吸收保护电路,以提供 Q1 截止时的反向电流通路,保障 Q1 的工作安全;实质上稳压回路的电压反馈信号,也可看作是一路电压保护信号——当反馈电压幅度达一定值时,电路实施停振保护动作;24V 的输出端并联有由 R18、ZD2、单向晶闸管 SCR 组成的过压保护电路,当稳压电路失常,引起输出电压异常上升时,稳压二极管 ZD2 的击穿为 SCR 提供触发电流,SCR 的导通形成一个“短路电流”信号,强制 U1 内部保护电路产生过流保护动作,电路处于停振状态。