开关电源电路分析

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1、开关电源电路分析开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压，广泛应 用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在“开”和“关”的状态，所以叫开关电源。开关电源实质就是一个振荡电路，这种转换电能的方式， 不仅应用在电源电路，在其它的电路应用也很普遍，如液晶显示器的背光 电路、日光灯等。开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、体积小等 优点，缺点是功率相对较小，而且会对电路产生高频干扰，电路复杂不易 维修等。开关电源一般包括四要素：整流滤波、起动电路、正反馈电路和稳压 电路。开关式稳压电源具有转换效率高、耗电省、稳压范围宽、体积小和重量轻等 特点。为此，在彩色电视机电路中得到广泛应用。电

2、视机的开关电源有多种形式, 但串联式脉冲宽度调制型开关稳压电源应用较为广泛。下面以此种电路为例来分析。、工作原理及主要参数1. 电路组成及工作原理串联型开关稳压电源的基本形式如图1所示。图中,V为开关管,VD为续流 二极管,L为储能电感线圈,CL为滤波电容,RL为负载电阻。V乙+u JIT水心仇宇讥Rl图1串联型开关电源原理图其稳态工作过程可作如下分析:设开关管V在T1期间导通,T2期间截止,周期性地变化，则其工作周期为T=T1+T2，见图4 57(a)。由于负载RL端电压为Uo,所以负载功率为Po=U2o/RL,负载电流为Io=Uo/RL。2. 主要参数及其计算(1)占空比6的确定。当开关电

3、源达到稳态工作时，电路处于平衡状态。开关管V导通期间的电流增量 iL1和截止期间的电流减小量 iL2应相等，即有：(U -U )aT U (1-a )Tio=oLL由此得出: U5 = UUiTUU = 1 i oT平均电流IL及L的确定。由于负载与电感L是串联的，因此电感中的平均 电流即为负载电流Io,故有当Ui和Uo确定后，由式(4 28)和式(4 30) 6、Io也随之确定。L的最小 值以 Lmin 表示,则1 U2(1 -a )TL omin 2Po(3)滤波电容CL的确定。L中的电流iL是包含有三角波的脉动电流，因此应 在负载RL两端并联CL,以滤除纹波。一般选取RLCL T即可满足

4、要求。因一般彩电开关电源中选取T=64 口 s,负载端滤波电容一般选200 口 F左右即可。s TBB 2220 J整流消磁11TW - 3(b67可控脉宽振Si他G荡P&01来自行输出变压器的逆T 5”- lOfrt J ssmnJ隔 电也卄关1000(1 kV 际Gun J f：*HJFOOkd fAasov)Sin 站u 颂V)Qu 2TCIP C5WVI i 亠厂取样、比较放大一n7TVR-4J*一卄2：KG-2pD2 r1LN1+ 11Z V程脉冲开关电源实用电路该电路由电源整流滤波、开关调整级、脉冲整流滤波级、误差放大和脉宽控 制级等组成。各电路构成一个闭环反馈控制系统。串联式脉宽

5、调制型开关电源的基本稳压工作过程如下：电网的交流电压经整 流滤波送开关调整电路，由其变换为频率较高的脉冲电压，此电压再由整流滤波 变为直流Uo输出。为了保证输出Uo稳定，系统中加有反馈控制电路，此电路 主要由误差放大器实现，它将输出Uo和基准电压进行比较，提取二者的误差并 进行放大返送至开关调整电路以改变开关导通时间，即改变其输出脉冲宽度，从 而保持Uo基本稳定。1. 整流滤波电路220V电网电压经电源开关S801,保险丝F801,加至互感滤波器T801。互感滤 波器的作用是滤除进入电网的干扰脉冲，同时也滤除机内窜入电网的传导干扰。2. 开关调整及间歇振荡电路开关变压器V1在 STR-5412

6、 内+ 43 V LL ! UuuJ |Vj e +112 V图3开关调整电路原理图3. 误差放大及稳压控制电路误差放大器是由厚膜集成电路STR5412中的V3、VD1、R2、R3和R4 构成，如图4所示。其中,R2、VD1构成基准电源;R3、R4对输出电压进行分压取 样;二者在V3发射结进行比较，在其集电极输出放大了的误差电压。4. 自动消磁(ADC)电路地磁和杂散磁场会对彩色显像管的三条电子束产生附加偏转，影响彩色显像管的色纯和会聚。为了消除这种影响，必须加专门的消磁电路来进行消磁。串联式开关电源的储能电感和负载对于输入电压是串联连接的，故机芯底盘 带电，在调试和维修时需加接1:1隔离变压

7、器。三、开关电源技术的发展动向开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源 进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的 小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境 方面都具有重要的意义。开关电源四、开关电源用途开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照 明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等 领域。五、总结通过几个月的电视原理与现代电视系统的学习，我们不仅了解了这一 门学科，掌握了关于电视机原理与电视维修的一些知识，还通过陈松老师的引导， 认识到在大学的学习中，首先要先找准自己的方向，根据自己的实际情况选择性 的学习一些课程，做到因材施学，另外注重动手能力的培养，争取在走出校门之 时，都能有所收获。