你有沒(méi)有想過(guò)開(kāi)關(guān)電源中的“開(kāi)關(guān)”是什么意思？

具體來(lái)說(shuō)，什么是“開(kāi)啟”和“關(guān)閉”？

顧名思義，開(kāi)關(guān)電源是利用電子開(kāi)關(guān)器件（如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管等），通過(guò)控制電路使電子開(kāi)關(guān)器件連續(xù)“導(dǎo)通”和“截止”。接下來(lái)發(fā)生了什么？然后，讓電子開(kāi)關(guān)器件對(duì)輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，實(shí)現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換，以及輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。

在您了解了開(kāi)關(guān)電源的基本定義后，您或許愿意進(jìn)一步探索其應(yīng)用，加深理解。因此，在本篇博客中，我們將向大家介紹6個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)原理圖。

當(dāng)然，如果您對(duì)電路圖有任何疑問(wèn)，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論中留下您的問(wèn)題，我們將為您提供熱情和專(zhuān)業(yè)的解答。

一、什么是開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源（SMPS）又稱(chēng)開(kāi)關(guān)電源、開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器，是一種高頻電能轉(zhuǎn)換器件，是電源的一種。它的作用是通過(guò)不同形式的架構(gòu)，將一個(gè)電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換成用戶(hù)需要的電壓或電流。

II 6 開(kāi)關(guān)電源電路圖

2.1 一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)電源電路

這個(gè)電路難度不大，不需要太多要求就可以正常工作。基本上要注意以下幾點(diǎn)：

調(diào)整C3和R5使振蕩頻率為30KHz-45KHz；輸出電壓需要穩(wěn)定；輸出電流可達(dá)500mA。有效功率為8W，效率為87%。

2.2 24V開(kāi)關(guān)電源電路

24V開(kāi)關(guān)電源是高頻逆變開(kāi)關(guān)電源的一種。開(kāi)關(guān)管受電路控制進(jìn)行高速通斷，將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電提供給變壓器進(jìn)行變換，從而產(chǎn)生所需的一組或多組電壓。

24V開(kāi)關(guān)電源的工作原理是：

交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流；通過(guò)高頻PWM（脈寬調(diào)制）信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管，并將該直流加到開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)；開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波后供給負(fù)載；輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。

2.3 單端正激開(kāi)關(guān)電源電路

單端正激式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如下圖所示。該電路在形式上與單端反激電路相似，但工作條件不同：

當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí)，VD2也導(dǎo)通。此時(shí)，電網(wǎng)向負(fù)載傳輸能量，濾波電感L存儲(chǔ)能量；

當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1關(guān)斷時(shí)，電感L繼續(xù)通過(guò)續(xù)流二極管VD3向負(fù)載釋放能量。

電路中還有一個(gè)鉗位線圈和二極管VD2。二極管可以將開(kāi)關(guān)管VT1的最大電壓限制在電源電壓的兩倍之間。為了滿(mǎn)足磁芯復(fù)位條件，即磁通建立和復(fù)位時(shí)間要相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于50%。

由于該電路在開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí)通過(guò)變壓器將能量傳遞給負(fù)載，因此輸出功率范圍大，可輸出50-200W的功率。但該電路實(shí)際應(yīng)用較少。原因是該電路中使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大。

2.4 推挽式開(kāi)關(guān)電源電路

推挽式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如下圖所示。它是一個(gè)雙端轉(zhuǎn)換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。該電路采用兩個(gè)開(kāi)關(guān)管VT1和VT2。兩個(gè)開(kāi)關(guān)管在外部激勵(lì)方波信號(hào)的控制下交替導(dǎo)通和截止。在變壓器T的次級(jí)組中得到方波電壓，經(jīng)整流濾波成所需的直流電壓。

這種電路的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)開(kāi)關(guān)管易于驅(qū)動(dòng)，主要缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)管的耐壓必須達(dá)到電路峰值電壓的兩倍。電路的輸出功率比較大，一般在100-500W的范圍內(nèi)。

2.5 功率反饋隔離電路

在開(kāi)關(guān)電源中，功率反饋隔離電路由PC817等光電耦合器和并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431組成，其典型應(yīng)用如下圖所示。當(dāng)輸出電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)電阻分壓后得到的采樣電壓與TL431中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，在陰極上形成誤差電壓。隨后，光耦合器件中的LED工作電流也隨之變化。這樣就可以通過(guò)光耦合器件改變TOPSwitch控制端的電流大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出占空比，使Uo保持不變，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

反饋回路中主要元器件的作用及選用：R1R4R5的主要作用是與TL431和光耦合器件配合工作。其中，R1為光耦的限流電阻，R4、R5為T(mén)L431的分壓電阻，提供必要的工作電流，完成對(duì)TL431的保護(hù)。

2.6 逆變器和整流電路

該電路以UC3842振蕩器芯片為核心，組成逆變整流電路。UC3842是一款高性能單端輸出電流控制脈寬調(diào)制芯片。AC220V電源通過(guò)共模濾波器L1引入，可以更好的抑制來(lái)自電網(wǎng)的高頻干擾和電源本身的輻射。交流電壓經(jīng)橋式整流電路和電容C4濾波成為280V左右的不穩(wěn)定直流電壓，作為由振蕩芯片U1、開(kāi)關(guān)管Q1、開(kāi)關(guān)變壓器T1等元件組成的逆變電路。

三、結(jié)論

以上就是我們?yōu)榇蠹覝?zhǔn)備的6個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)電源電路圖。

在瀏覽過(guò)程中，有什么不明白或有疑問(wèn)的地方嗎？

審核編輯：湯梓紅