UC|开关电源电路组成及常见电路详解( 二 )




三、功率变换电路
1、MOS管的工作原理:
目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管) , 是利用半导体表面的电声效应进行工作的 。 也称为表面场效应器件 。 由于它的栅极处于不导电状态 , 所以输入电阻可以大大提高 , 最高可达105欧姆 , MOS管是利用栅源电压的大小 , 来改变半导体表面感生电荷的多少 , 从而控制漏极电流的大小 。

2、常见的原理图:


3、工作原理:
R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器 , 和开关MOS管并接 , 使开关管电压应力减少 , EMI减少 , 不发生二次击穿 。 在开关管Q1关断时 , 变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流 , 这些元件组合一起 , 能很好地吸收尖峰电压和电流 。 从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制 , 因此是当前工作周波的电流限制 。 当R5上的电压达到1V时 , UC3842停止工作 , 开关管Q1立即关断 。 R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络 , 电容的充放电直接影响着开关管的开关速度 。 R1过小 , 易引起振荡 , 电磁干扰也会很大;R1过大 , 会降低开关管的开关速度 。 Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下 , 从而保护了MOS管 。 Q1的栅极受控电压为锯形波 , 当其占空比越大时 , Q1导通时间越长 , 变压器所储存的能量也就越多;当Q1截止时 , 变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量 , 同时也达到了磁场复位的目的 , 为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备 。 IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小 , 从而稳定了整机的输出电流和电压 。 C4和R6为尖峰电压吸收回路 。
4、推挽式功率变换电路:
Q1和Q2将轮流导通 。


5、有驱动变压器的功率变换电路:
T2为驱动变压器 , T1为开关变压器 , TR1为电流环 。


四、输出整流滤波电路
1、正激式整流电路:


T1为开关变压器 , 其初极和次极的相位同相 。 D1为整流二极管 , D2为续流二极管 , R1、C1、R2、C2为削尖峰电路 。 L1为续流电感 , C4、L2、C5组成π型滤波器 。
2、反激式整流电路:


T1为开关变压器 , 其初极和次极的相位相反 。 D1为整流二极管 , R1、C1为削尖峰电路 。 L1为续流电感 , R2为假负载 , C4、L2、C5组成π型滤波器 。
3、同步整流电路:


工作原理:当变压器次级上端为正时 , 电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通 , 电路构成回路 , Q2为整流管 。 Q1栅极由于处于反偏而截止 。 当变压器次级下端为正时 , 电流经C3、R4、R2使Q1导通 , Q1为续流管 。 Q2栅极由于处于反偏而截止 。 L2为续流电感 , C6、L1、C7组成π型滤波器 。 R1、C1、R9、C4为削尖峰电路 。
五、稳压环路原理
1、反馈电路原理图:


2、工作原理:
当输出U0升高 , 经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后 , U1③脚电压升高 , 当其超过U1②脚基准电压后U1①脚输出高电平 , 使Q1导通 , 光耦OT1发光二极管发光 , 光电三极管导通 , UC3842①脚电位相应变低 , 从而改变U1⑥脚输出占空比减小 , U0降低 。 当输出U0降低时 , U1③脚电压降低 , 当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平 , Q1不导通 , 光耦OT1发光二极管不发光 , 光电三极管不导通 , UC3842①脚电位升高 , 从而改变U1⑥脚输出占空比增大 , U0降低 。 周而复始 , 从而使输出电压保持稳定 。 调节VR1可改变输出电压值 。

反馈环路是影响开关电源稳定性的重要电路 。 如反馈电阻电容错、漏、虚焊等 , 会产生自激振荡 , 故障现象为:波形异常 , 空、满载振荡 , 输出电压不稳定等 。