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反激式开关电源

  • #学习笔记
  • 电路图来自bilbili【理工男孙老师】嘉立创开源项目,仅为记录学习笔记,侵权删。

    目录

    一:含义

    二:整流滤波

    三: RDC电路(吸收尖峰)

    尖峰产生的原因:当主芯片内集成的mos管断开时,一次线圈绕组内会产生感应电动势,感应电动势会和Vbus(整流后的310VDC)串联,形成高压,高压容易将mos管击穿。

    四:二次回路


    一:含义

    反激式:当一次变压侧电路闭合时,一次侧变压端充能,当开关断开时,绕组内铁芯磁通量变化,根据楞次定律(感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化,从而体现能量守恒原理。)二次侧绕组内产生感应电动势,在理想或空载条件下,电压比等于匝数比 N₁/N₂,从而得到目标电压。

    正激式:当一次侧电路闭合,二次侧产生感应电动势。

    二:整流滤波

    元器件: F1(保险丝熔断器)起保护作用。

                   RV1(压敏电阻),正常电压下:呈高阻状态,几乎不导电,不影响电路。过压出现时:阻值骤降至低阻,导通大电流,将电压钳位在安全范围。过压消失后:自动恢复高阻状态。

                    C17(电容)阻抗公式Xc=1/2πfC   f是电路频率,C是电容容量,市电的频率为50HZ,带入公式Xc=31.8kΩ。所以该电容可以通高频噪声,阻止低频市电通过,作用为滤除高频噪声。

                            整流桥:

    当电压上正下负时电流流向

    当上负下正时电流流向

    电流流过整流桥可以得到的电压示意图(把负压转换为正压交流变直流)

    C15(电容)的作用是“削峰填谷”即当峰顶时电容充电,谷底时电容放电,滤波后的示意图如下

    L1 L3电感,并不确定是什么作用,目前猜测是滤除高频信号(电感通低阻高)

    因此220V(有效值)电压经过整流滤波后达到约310V(峰值220*根号2)

                                         三: RDC电路(吸收尖峰)

    尖峰产生的原因:当主芯片内集成的mos管断开时,一次线圈绕组内会产生感应电动势,感应电动势会和Vbus(整流后的310VDC)串联,形成高压,高压容易将mos管击穿。

    mos管闭合时也会产生尖峰,但不会和vbus串联危害较小

    当mos管关闭时Vbus和感应电动势串联,二极管下方电压高于上方电压Vbus,又因为尖峰为高频,电流优先流经电容C13,给电容充电,当下方电压不足以使二极管导通时,电容由于充电下方电压高于Vbus,会形成电容电阻闭合回路,电阻消耗能量。

    四:二次回路

    二次回路中包括输出,和反馈回路,本项目中需要输出的是5V 2A。由于电压比等于匝数比,因此可以调整变压器的匝数来得到所需电压。

    输出回路:输出回路中D3用来整流,防止电流倒灌,C7用来通高频噪声,而R18则用来配合C7负责消耗一部分电能提供保护。上文我们提到当一次侧闭合时一次绕组充能,断开时二次侧才能得到能量,因此C2为电解电容用来储存能量在一次侧充能时充当二次侧电源提供供电,我们知道,流经电感电流无法突变,因此当高频噪声电流流经L4时会被阻碍,从而经C4流出,而C14电解电容更靠近输出侧,因此C14负责稳定输出侧电压,同时一定程度的滤除噪声。C4为1uf电容,前面既然已经有这么多电容了为什么还要又C14呢?原因在于Xc=1/2ΠFC,C14用来滤除680uF无法滤除的较低频噪声。

    反馈回路:反馈回路的核心是这颗TL431,TL431的工作原理我在另一篇文章https://blog.csdn.net/Maigami/article/details/166736801?spm=1001.2014.3001.5501中分析过了因此这里直接说结论:

    当比较电压>参考电压2.5V时,TL341会增大漏电流能力,导致流经LED电流变大,从而LED变量

    当比较电压小于参考电压2.5V时,TL341内三极管截至,LED熄灭。

    U3 TL341的参考电压是2.5V,R17 R15两颗电阻把5V平分成两个2.5V,所以Vref=VOUT/2=5/2=2.5.因此VOUT增大或者减小都会引起U4变亮或者变暗,从而使得反激芯片做出对PWM波占空比的调整。

    我们已经知道R17 R15 是用来分压给U3内参考电压作比较的,那么R12 R14 R13 C5这些元器件又是什么作用呢?

    R12很容易明白是限流电阻,那R14 的作用呢?

    U3工作时需要一定的电流I总,I总=Iled+Ir14

    而Ir14=Uled/R14,R14可以分流给U3提供最基础的电流,防止特殊情况下只有一条回路时二极管的电流太小影响U3的稳定性。

    R13和C5:当U3频繁调节稳压时会产生高频噪声,电容C5正常情况下对直流相当于断路,而高频噪声则可以通过,所以起到滤波作用。而R13相当于高频噪声的限流电阻,防止产生大电流。

    VCC供电回路,经过前文介绍,此处的VCC供电回路便不再介绍了,此处的元器件作用和二次回路几乎相同,同时芯片外围电路也不再介绍,因为该芯片手册应用实例给的很清楚了,这里便不再深究。

    此文章为学习笔记,如有错误或补充恳请赐教,希望我们共同进步!

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