【开关喷码机】常见的开关工作原理
来源：未知 作者：志在千里 发布时间：2012-11-28 00:02 点击数：1930
常见的开关电源有自激式串联型开关电源、自激并联型开关电源和它激式并联型开关电源。 1。自激式串联型开关电源。
自激式串联型开关电源主要由整流电路、滤波电路、开关管、开关变压器T、续流二极管VD、启动电路、反馈电路、脉宽调整、取样比较放大、过压保护等电路组成。
其中，振荡电路由开关管VT、开关变压器T、启动电路、反馈电路等组成，控制调整电路由脉宽调整和取样比较放大电路组成。
自激式串联型开关电源的优点是电路组成较简单，元件少，成本低。 缺点是负载电路与市电网相连，整块电路板带电，属于热底板机芯，安全性较低。 经过整流电路把220V交流电变成脉动直流电，由滤波电容滤波后得到平滑的300V左右的直流电压，一路通过开关变压器T的Ll绕组加至开关管VTD的集电极，另一路通过启动电路给开关管VT基极提供启动电流，使开关管VT导通，利用开关变压器的绕组感应出电动势，形成正反馈使VT产生振荡，电路开始工作。 脉宽调整、取样比较放大、反馈电路等构成了调制脉宽信号。
当开关管VT基极为高电平时，VT饱和导通，电压矾经过开关变压器T的Ll绕组、VT的c-e电极对负载供电，同时对电容C进行充电，充电的极性为上正下负，另外，还以磁能的形式将电能储存在开关变压器的电感线圈中。
电流通过Ll时，使Ll形成左正右负的自感电动势，L3绕组由于同名端的关系，感应出左正右负的互感电动势，续流二极管VD因反偏截止。当开关管VT基极为低电平时，VT处于截止状态，Ll中无电流通过，这时，Ll绕组两端的自感电动势极性反相，为左负右正，L3绕组上也感应出左负右正的电动势，此时续流二极管VD导通，L3上储存的磁能以电能的形式释放，对电容C充电，充电电流方向L3右正_+C_地-÷VD-*L3左负，电容C获得了电压UO提供给负载RL，VT的截止状态持续到下一个高电平到来时结束。 当市电电压降低，输出电压UO下降，取样电路将电压的变化取崮，送至比较放大电路与基准电压相比较，得到的误差电压使脉宽调整电路输出高电平的时间延长，即使脉冲宽度增大，脉冲的占空比增大，VT导通的时间变长，使“通过L，、VT的c-e极对电容C充电时间延长，同时也加大了L．储存的能量。在V截止时，Ll、L3上的电动势就高，L3对电容C充电增加，使电容C两端电压升高而恢复到正常值。 当输出电压UO升高时，取样比较电路输出的误差电压使脉冲宽度变窄，脉冲占空比变小，从而使输出电压下降，UO恢复到正常值。过压保护电路通常由可控硅或过压保护二极管构成。 自激式并联型开关电源工作原理与串联型开关电源工作原理相同，只是利用开关变压器的初、次级绕组将电路与电网隔离，使用更安全，电路方框图如图3-44所示。
2．它激式并联型开关电源电路方框图如图3-45所示。 它激式并联型开关电源与自激式并联型开关电源的主要区别，在于它激式并联型开关电源无正反馈电路，只是增加了启动脉冲发生器来产生振荡，输出激励脉冲去控制、触发开关管工作，其他电路，如基准稳压控制、保护电路、启动电路等与自激式并联型开关电源电路基本相同，目前这种类型的开关电源被广泛采用。
它激式并联型开关电源的启动脉冲发生器主要由集成电路来完成，常用的集成电路有KA3842、TDA4605、TEA2019等。 其中，KA3842集成电路组成的开关电源应用的最为广泛。 图3-45中虚线框图中的电路由集成电路完成，主要有启动脉冲发生器（振荡电路）、脉宽调整电路、保护电路、激励输出等。下面以KA3842组成的它激式并联型开关电源为例，来说明这类型开关电源的工作原理。 KA3842是电源振荡和电流控制专用集成电路，其内部含有振荡器、振荡整形电路、误差放大器、电流检测比较器、推挽输出及过流保护和过压保护电路，还有PWM锁存器、欠压限定电路等。KA3842内部方框图与引脚简称.电路如图3-47所示。 接通电源，220V交流电通过保险管FU1、Rl、干扰电路Cl、Ll、L2加到由VD1—VD4构成的桥式整流电路整流，C8滤波，在C8两端获得约+300V的直流电压。 +300V的直流电压一路经过电源开关变压器T初级线圈至场效应管VT的D极（漏极）；另一路经过启动电阻R2、R3降压，VD6隔离，C5、C7退耦，至KA3842的⑦脚，形成约+15V电压，作为KA3842的工作电压。KA3842的⑧脚为SV基准电压端，通过R9给C6充电到一定值时，④脚内部的电子开关通过C6放电，此时④脚内的电子开关断开，这样充电_÷放电_÷充电就形成了振荡。
振荡产生的脉冲信号经PWM锁存器调整脉宽后加到推挽输出器，放大后的脉冲信号由KA3842的⑥脚输出，经R7、R6分压后至VT的栅极(G极)。 VT在脉冲信号的控制下工作在开关状态。当VT饱和时，电流通过T的①、②绕组在T中储能，T各绕组产生的感应电动势，由于同名端的关系而使各路整流二极管截止。 当VT截止时，T放出能量，各绕组产生感应电动势，相应二极管导通并经电容滤波后形成供给后级各路工作的直流电压。T的③、④绕组产生感应电动势经R12、R13限流，VD10整流，Cll滤波得到约15V电压，再经过VD9隔离后给KA3842的⑦脚供电。 R4、C4、VD5与C13、VD8、C12、R5等为抑制开关变压器T的①、②绕组产生的厦相电动势，避免VT在截止期间，T①、②绕组产生的反相电动势与整流后的300V直流电压叠加在一起加在VT的D-S极之间，对场效应管VT造成威胁，以保护VT不被击穿。
当某种原因使输出电压升高时，开关变压器T的③、④绕组感应电动势也升高，经VD10整流，Cll滤波后的电压也升高，经过Rll、Rl0、R14、RP分压后，加到KA3842的②脚，经内部误差放大器与基准电压进行比较放大，产生误差电压加到PWM锁存器，使振荡脉宽减小。PWM锁存器输出校正后的脉冲信号经推挽输出器放大后从⑥脚输出，控制VT导通时间的变短，输出电压降低，达到稳压输出电压的目的。调整RP可改变输出电压的大小，R15、C9形成环路负反馈补偿，使误差放大器工作稳定。
当负载过重或输出电压过高时，VT的D极、S极，R8中通过的电流增大，R8两端电压升高，通过R16至KA3842的③脚过电流检测端，控制PWM锁存器，使振荡脉冲脉宽减小，输出电压降低，达到过流、过压保护的目的。 当负载短路时，开关变压器T次级绕组也被短路，③、④绕组上的感应电动势为零，KA3842的⑦脚供电电压消失，KA3842不能正常工作，VT截止，无电压输出，从而达到短路保护的目的 中山喷码机宣
自激式串联型开关电源主要由整流电路、滤波电路、开关管、开关变压器T、续流二极管VD、启动电路、反馈电路、脉宽调整、取样比较放大、过压保护等电路组成。
其中，振荡电路由开关管VT、开关变压器T、启动电路、反馈电路等组成，控制调整电路由脉宽调整和取样比较放大电路组成。
自激式串联型开关电源的优点是电路组成较简单，元件少，成本低。 缺点是负载电路与市电网相连，整块电路板带电，属于热底板机芯，安全性较低。 经过整流电路把220V交流电变成脉动直流电，由滤波电容滤波后得到平滑的300V左右的直流电压，一路通过开关变压器T的Ll绕组加至开关管VTD的集电极，另一路通过启动电路给开关管VT基极提供启动电流，使开关管VT导通，利用开关变压器的绕组感应出电动势，形成正反馈使VT产生振荡，电路开始工作。 脉宽调整、取样比较放大、反馈电路等构成了调制脉宽信号。
当开关管VT基极为高电平时，VT饱和导通，电压矾经过开关变压器T的Ll绕组、VT的c-e电极对负载供电，同时对电容C进行充电，充电的极性为上正下负，另外，还以磁能的形式将电能储存在开关变压器的电感线圈中。
电流通过Ll时，使Ll形成左正右负的自感电动势，L3绕组由于同名端的关系，感应出左正右负的互感电动势，续流二极管VD因反偏截止。当开关管VT基极为低电平时，VT处于截止状态，Ll中无电流通过，这时，Ll绕组两端的自感电动势极性反相，为左负右正，L3绕组上也感应出左负右正的电动势，此时续流二极管VD导通，L3上储存的磁能以电能的形式释放，对电容C充电，充电电流方向L3右正_+C_地-÷VD-*L3左负，电容C获得了电压UO提供给负载RL，VT的截止状态持续到下一个高电平到来时结束。 当市电电压降低，输出电压UO下降，取样电路将电压的变化取崮，送至比较放大电路与基准电压相比较，得到的误差电压使脉宽调整电路输出高电平的时间延长，即使脉冲宽度增大，脉冲的占空比增大，VT导通的时间变长，使“通过L，、VT的c-e极对电容C充电时间延长，同时也加大了L．储存的能量。在V截止时，Ll、L3上的电动势就高，L3对电容C充电增加，使电容C两端电压升高而恢复到正常值。 当输出电压UO升高时，取样比较电路输出的误差电压使脉冲宽度变窄，脉冲占空比变小，从而使输出电压下降，UO恢复到正常值。过压保护电路通常由可控硅或过压保护二极管构成。 自激式并联型开关电源工作原理与串联型开关电源工作原理相同，只是利用开关变压器的初、次级绕组将电路与电网隔离，使用更安全，电路方框图如图3-44所示。
2．它激式并联型开关电源电路方框图如图3-45所示。 它激式并联型开关电源与自激式并联型开关电源的主要区别，在于它激式并联型开关电源无正反馈电路，只是增加了启动脉冲发生器来产生振荡，输出激励脉冲去控制、触发开关管工作，其他电路，如基准稳压控制、保护电路、启动电路等与自激式并联型开关电源电路基本相同，目前这种类型的开关电源被广泛采用。
它激式并联型开关电源的启动脉冲发生器主要由集成电路来完成，常用的集成电路有KA3842、TDA4605、TEA2019等。 其中，KA3842集成电路组成的开关电源应用的最为广泛。 图3-45中虚线框图中的电路由集成电路完成，主要有启动脉冲发生器（振荡电路）、脉宽调整电路、保护电路、激励输出等。下面以KA3842组成的它激式并联型开关电源为例，来说明这类型开关电源的工作原理。 KA3842是电源振荡和电流控制专用集成电路，其内部含有振荡器、振荡整形电路、误差放大器、电流检测比较器、推挽输出及过流保护和过压保护电路，还有PWM锁存器、欠压限定电路等。KA3842内部方框图与引脚简称.电路如图3-47所示。 接通电源，220V交流电通过保险管FU1、Rl、干扰电路Cl、Ll、L2加到由VD1—VD4构成的桥式整流电路整流，C8滤波，在C8两端获得约+300V的直流电压。 +300V的直流电压一路经过电源开关变压器T初级线圈至场效应管VT的D极（漏极）；另一路经过启动电阻R2、R3降压，VD6隔离，C5、C7退耦，至KA3842的⑦脚，形成约+15V电压，作为KA3842的工作电压。KA3842的⑧脚为SV基准电压端，通过R9给C6充电到一定值时，④脚内部的电子开关通过C6放电，此时④脚内的电子开关断开，这样充电_÷放电_÷充电就形成了振荡。
振荡产生的脉冲信号经PWM锁存器调整脉宽后加到推挽输出器，放大后的脉冲信号由KA3842的⑥脚输出，经R7、R6分压后至VT的栅极(G极)。 VT在脉冲信号的控制下工作在开关状态。当VT饱和时，电流通过T的①、②绕组在T中储能，T各绕组产生的感应电动势，由于同名端的关系而使各路整流二极管截止。 当VT截止时，T放出能量，各绕组产生感应电动势，相应二极管导通并经电容滤波后形成供给后级各路工作的直流电压。T的③、④绕组产生感应电动势经R12、R13限流，VD10整流，Cll滤波得到约15V电压，再经过VD9隔离后给KA3842的⑦脚供电。 R4、C4、VD5与C13、VD8、C12、R5等为抑制开关变压器T的①、②绕组产生的厦相电动势，避免VT在截止期间，T①、②绕组产生的反相电动势与整流后的300V直流电压叠加在一起加在VT的D-S极之间，对场效应管VT造成威胁，以保护VT不被击穿。
当某种原因使输出电压升高时，开关变压器T的③、④绕组感应电动势也升高，经VD10整流，Cll滤波后的电压也升高，经过Rll、Rl0、R14、RP分压后，加到KA3842的②脚，经内部误差放大器与基准电压进行比较放大，产生误差电压加到PWM锁存器，使振荡脉宽减小。PWM锁存器输出校正后的脉冲信号经推挽输出器放大后从⑥脚输出，控制VT导通时间的变短，输出电压降低，达到稳压输出电压的目的。调整RP可改变输出电压的大小，R15、C9形成环路负反馈补偿，使误差放大器工作稳定。
当负载过重或输出电压过高时，VT的D极、S极，R8中通过的电流增大，R8两端电压升高，通过R16至KA3842的③脚过电流检测端，控制PWM锁存器，使振荡脉冲脉宽减小，输出电压降低，达到过流、过压保护的目的。 当负载短路时，开关变压器T次级绕组也被短路，③、④绕组上的感应电动势为零，KA3842的⑦脚供电电压消失，KA3842不能正常工作，VT截止，无电压输出，从而达到短路保护的目的 中山喷码机宣
相关新闻