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雙路輸出的正激式150W精密開關(guān)穩(wěn)壓電源

出處:LZW120051 發(fā)布于:2007-06-28 00:00:00 | 6548 次閱讀

+5V、+12V雙路輸出的正激式150W精密開關(guān)穩(wěn)壓電源電路如圖所示。該電源使用TOP227Y(ICl)、線性光耦合器CNYl7--2(IC2,德國Telefunken公司產(chǎn)品)、可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431(Ic3)各一片。交流輸入電壓為110V/220V,在低壓輸入時,電源效率即可達(dá)到77%(典型值)。


 

    S為電源選擇開關(guān)。當(dāng)S閉合時,選擇交流電壓llOV倍壓整流電路。其工作原理下圖所示。假定在交流電的正半周a點(diǎn)呈正電位,b點(diǎn)為負(fù)電位,此時整流橋中的二極管VDb和VDc導(dǎo)通,VDa與VDd截止,參見(a)圖。11OV交流電就沿下述途徑對C1充電:u→a→C1→VDc→b,將Uc1充到約為 ×llOV=155V,極性為上端正、下端負(fù)。在負(fù)半周時,b點(diǎn)呈正電位,a點(diǎn)變成負(fù)電位,等效電路見(b)圖。此時VDa、VDd導(dǎo)通,VDb、VDc截止,電流沿著u→b→VDa→C10→a的路途對Cl0充電,使Uc10≈115V,極性仍為上端正、下端負(fù)。顯然,整流濾波器的實(shí)際輸出電壓 =Ucl+Ucl0≈2×155V=310V,從而實(shí)現(xiàn)了倍壓整流,即使在低壓輸入時也能獲得額定的直流高壓。因VDa和VDd的導(dǎo)通壓降很小,TOP227Y的動態(tài)導(dǎo)通電阻也可忽略不計(jì),故整流濾波器的負(fù)載即高頻變壓器的初級阻抗為ZT。R10和R11為均衡電阻,可以平衡Cl0、C1上的電壓,避免某一電容因所承受的壓降過高而被擊穿。此外,在斷電后,這兩只電阻還給電容提供泄放電路。

    當(dāng)S斷開時,就選擇220V交流電。此時,Cl0與C1,相串聯(lián),總電容量變成235μF。在交流進(jìn)線端接入的電磁干擾濾波器(EMI filter),由共模扼流圈L2和C6~C8、C3、R12構(gòu)成。C7與C8的中點(diǎn)應(yīng)接地。L2與C7、C8用來抑制共模干擾,C6和C3專門濾除串模干擾。因C6的容量較大(0.47μF),并在其上并聯(lián)電阻R12,故斷電后,C6經(jīng)R12進(jìn)行放電,可避免電源進(jìn)線端L、N上帶電。鑒于TOP227Y在關(guān)斷的瞬間,高頻變壓器的漏感會產(chǎn)生尖峰高壓,現(xiàn)利用 VD1、R13、Cll組成的鉗位電路,再由穩(wěn)壓管VDzl~VDz3對漏一源電壓UDS進(jìn)行鉗位。上述措施能有效地保護(hù)功率MOSFET不受損壞。高頻變壓器次級的兩個線圈分別為N2s和N2b。濾波電感L1的兩個共模繞組依次為L1a和Llb。利用L1a和Llb的互感能增加L1的等效電感量,對共模干擾具有更強(qiáng)的抑制作用。N2a上的電壓經(jīng)過VD2、L1a和Cl5整流濾波,可獲得+12V、6.2A的穩(wěn)壓輸出。VD2選用MURl610A型超快恢復(fù)二極管,平均整流電流Id=16A,反向耐壓URM=100V,反向恢復(fù)時間trr=35ns,采用TO~220封裝。VD6和VD5均為續(xù)流二極管。N2b的電壓通過VD3、L1b和C2,整流濾波后,可獲得+5V、15A的穩(wěn)壓輸出。為提高對高頻大電流進(jìn)行整流時的效率,VD3采用了MBR3045型肖特基共陰對管,將內(nèi)部的兩只管子并聯(lián)使用。其主要參數(shù)如下:Id=30A,URM=45V,trr<10ns,TO一220封裝。C14和R8能抑制VD5上的高頻衰減振蕩(亦稱“振鈴”)。R2為+12V輸出的最小負(fù)載,用于提高輕載時的電壓調(diào)整率。
  外部誤差放大器由TLA31組成。舉例說明,當(dāng)+5V輸出電壓發(fā)生變化時,經(jīng)R4、R5分壓后得到的取樣電壓,就與TL431中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,在K點(diǎn)形成誤差電壓并使LED的工作電流IF產(chǎn)生相應(yīng)的變化,再通過光耦I(lǐng)C2(CNYl7—2)去改變控制端電流Ic的大小,調(diào)節(jié)TOP227Y的輸出占空比,使Uo2維持不變,最終達(dá)到穩(wěn)壓的目的。+5V穩(wěn)壓值 Uo2則由TL431來設(shè)定。R1是LED的限流電阻。誤差放大器的頻率響應(yīng)由C9、R6和R4來決定。C12可適當(dāng)降低誤差放大器的高頻增益。R7與C13能改善誤差放大器的瞬態(tài)響應(yīng)。C5的作用有3個,即濾除控制端上的尖峰電壓、決定自動重啟動頻率和C5、R3一起對控制回路進(jìn)行的補(bǔ)償。
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