自激式开关稳压电源是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源,也是目前广泛使用的基本电源之一。

1.什么是自激式开关电源


自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作用,同时也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态,具有输入和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源,也适用于小功率电源。


自激式开关稳压电源是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源,也是目前广泛使用的基本电源之一。

 

2.自激式开关电源工作原理


自激振荡的过程如下:接通电源后,220V 市电电压经 VD503~VD506 整流、C507 滤波,在滤波电容 C507 两端得到近 300V 直流电压,通过开关变压器 T511 的 3-7 绕组加到开关管 VT513 的集电极。


同时该电压还经启动电阻 R520~R522、R524 为 VT513 的基极提供启动电流,使 VT513 导通。T511 绕组 3-7 中有电流通过并感应出 3 正、7 负的感应电压,同时 1-2 反馈绕组也感应出 1 正、2 负的正反馈电压,该电压经 R519、C514、R524 加至 VT513 的基极,使 VT513 迅速饱和导通。


随着 C514 充电电压的升高,VT513 基极电位逐渐变低,致使 VT513 退出饱和区,开始减小,在 T511 的 1-2 绕组感应出 1 负、2 正相位相反的电压,使 VT513 迅速截止。VT513 截止后,T511 的 1-2 绕组中没有感应电压,300V 直流供电输入电压又经 R520~R522 给 C514 反向充电,逐渐提高 VT513 基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。


从开关变压器 T511 的同名端(T511 中的小圆点)可以看出,这是一个反激型开关电源,也就是说,当开关管 VT513 导通时,开关变压器 T511 的 3-7 - 次绕组感应电压为 3 正、7 负,而二次绕组 11-12 感应电压为 11 正、12 负,整流二极管 VD552 处于截止状态,在一次绕组 3-7 中储存能量。当开关管 VT513 截止时,变压器 T511 - 次绕组 3-7 中存储的能量,通过二次绕组及 VD552 整流和电容 C561 滤波后向负载输出。

 

自激式开关电源工作原理

(图片来源于互联网)

自激式开关电源与其他激式开关电源相比,稳压控制原理是一致的,都是通过控制开关管的导通时间来实现稳压的。稳压电路的形式也是一致的,既有直接取样稳压电路,又有间接取样稳压电路。


需要说明的是,自激式开关电源由于没有电源控制芯片,因此,稳压电路元器件较多,电路稍复杂,对于本例,稳压电路主要由 VT553、VD561、R552、RP551、R553、VT511.IC、VT512 及周边元器件组成,取样方式为直接取样,具体稳压过程如下。


当由于负载变轻等原因使开关电源输出电压 120V 上升时,取样电路 R552、RP551、R553 的分压增高,误差放大管 VT553 的基极电位上升,由于发射极被 VD561 钳位,于是 VT553 的集电极电位降低,流过光电耦合器 IC 内发光二极管的电流增大,发光强度增大,导致其中光敏三极管集电极、发射极间电阻减小,即开关管 VT511 的基极、集电极间电阻下降,使 VT511 的基极电位下降,集电极电压升高,使 VT512 导通量增大,开关管 VT513 的基极被分流,控制开关管 VT513 导通时间减小,即 VT513 提前截止(脉宽减小),输出电压下降。反之则结果相反。

 

3.自激式开关电源作用


由于自激式开关电源经济实用,目前仍有较多电子产品采用自激式开关电源供电,下面就来介绍自激式开关电源在常见电子产品中的实际应用。


例如:简易手机充电器、带有反馈控制电路的简易手机充电器、具有输出短路保护功能的镍氢电池充电器、惠普 HP1018 打印机开关电源等等。