1、开关电源:第二章 开关电源串联型稳压电路是最常用的电子电路之一,稳压精度高,内阻小,被广泛地应用在各种电子电路中。一、串联式稳压电路1、串联型稳压电源的电路原理图(图 1) 9 VTFV D 1 V D 4C 1C 2V D 5V D 6R 1V T 2V T 1R 2V T 3R PC 3+ 2 2 0 VR 3R 4图 1 串联型稳压电源电路原理图2、工作过程与原理(1)电源变压器 T 次级的低压交流电,经过整流二极管 VD1VD4 整流,电容器 C1 滤波,获得直流电,输送到稳压部分。(2)稳压部分由复合调整管 VT1、VT2、比较放大管 VT3 及起稳压作用的硅二极管 VD5、VD6
2、和取样电阻 R3、R4 及微调电位器 RP 等组成。(3)晶体管集电极发射极之间的电压降简称管压降。复合调整管上的管压降是可变的,当输出电压有减小的趋势,管压降会自动地变小,维持输出电压不变;当输出电压有增大的趋势,管压降又会自动地变大,维持输出电压不变。(4)复合调整管的调整作用是受比较放大管控制的,输出电压经过微调电位器 RP 分压,输出电压的一部分加到 VT3 的基极和地之间。(5)由于 VT3 的发射极对地电压是通过二极管 VD5、VD6 稳定的,可认为VT3 的发射极对地电压是不变的,这个电压叫做基准电压。这样 VT3 基极电压的变化就反映了输出电压的变化。如果输出电压有减小趋势,V
3、T3 基极发射极之间的电压也要减小,这就使 VT3 的集电极电流减小,集电极电压增大。(6)由于 VT3 的集电极和 VT2 的基极是直接耦合的,VT3 集电极电压增大,也就是 VT2 的基极电压增大,这就使复合调整管加强导通,管压降减小,维持输出电压不变。同样,如果输出电压有增大的趋势,通过 VT3 的作用又使复合调整管的管压降增大,维持输出电压不变。3、其它元器件的作用(1)VD5、VD6 是利用它们在正向导通的时候正向压降基本上不随电流变化的特性来稳压的。(2)硅管的正向压降约为 0.7V 左右。开关电源(3)两只硅二极管串联可以得到约为 1.4V 左右的稳定电压。(4)R2 是提供 V
4、D5、VD6 正向电流的限流电阻。(5)R1 是 VT3 的集电极负载电阻,又是复合调整管基极的偏流电阻。(6)C2 是考虑到在市电电压降低的时候,为了减小输出电压的交流成分而设置的。S-15-12 S-35-5 S-50-24 S-60-24 (7)C3 的作用是降低稳压电源的交流内阻和纹波。4、元器件明细表序号 标号 名称 型号规格 备注1 VD1 VD4 二极管 1N400442 VD5VD6 二极管 1N414823 VT1VT2 三极管 901324 VT3 三极管 90145 R1 金属膜电阻 RJ-0.25W-2K5%6 R2 金属膜电阻 RJ-0.25W-6805%7 R3 金
5、属膜电阻 RJ-0.25W-4.7K5%8 R4 金属膜电阻 RJ-0.25W-5.1K5%9 RP 微调电位器 3296-1K10 C1 电解电容 470F/16V11 C2 电解电容 47F/16V12 C3 电解电容 100F/16V13 T 电源变压器 220V/9V14 F 熔断丝 0.5A二、大电流可调式串联稳压电路1、电路原理图图 2 串联稳压电路此稳压电源可调范围在 3.5V25V 之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。2、工作原理经整流滤波后直流电压由 R1 提供给调整管的基极,使调整管导通,在 V1导通时电压经过 RP、R2 使 V2
6、 导通,接着 V3 也导通,这时 V1、V2、V3 的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样) 。调节 RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2 与 R3 比值决定本电路输出的电压值。3、元器件选择变压器 T 选用 80W100W,输入 AC220V,输出双绕组 AC28V。FU1 选用1A,FU2 选用 3A5A。VD1、VD2 选用 6A02。RP 选用 1W 左右普通电位器,阻值为 250K330K,C1 选用 3300F35V 电解电容,C2、C3 选用 0.1F 独石电容,C4 选用 470F35V 电解电容。R1 选用 180220/0.1W1W,R2、R4、R5
7、选用 10K、18W。V1 选用 2N3055,V2 选用 3DG180 或 2SC3953,V3 选用 3CG12或 3CG80。三、三端式线性稳压电路1、三端固定输出集成稳压器常见的三端固定输出集成稳压器主要有 78XX 正电压输出系列和 79XX 负电压输出系列。78XX 系列封装形式和引脚功能如图 3 所示。图 3 78XX 系列稳压器外形 1 输入、2GND、3 输出7 8 0 5+4 7 0 uC1C20 . 1 uC i0 . 1 uC3+1 0 0 uR 1D 14 7 0O u t p u t ( + )I n p u t ( + )I n p u t ( - )O u t
8、p u t ( - )D 2 1 n 4 0 0 7图 4 7805 典型应用电路78XX 系列和 79XX 系列每类稳压器输出电压有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V 等,其代号后两位即为输出电压,如 7805 意为其输出电压为正电压 5V;输出电流一般为 100mA(78LXX、79LXX) 、500mA(78MXX、79MXX) 、1A 、1.5A(78XX、 79XX) ,最大输入电压为 35V-40V。典型电路如图 4 所示。2、三端可调集成稳压器三端可调稳压器的输出电压可调,稳压精度高,输出纹波小。其一般输出电压为 1.2 37V 或-1.2 -37V。
9、典型的产品有 LM317 和 LM337 等,其中LM317 为可调正电压输出稳压器,LM337 为可调负电压输出稳压器。这种稳压器有三个引子端,即电压输入端、开关电源电压输出端和调节端,调节端通过电阻接地。LM317 的封装和引脚功能如图 5 所示。图 5 LM317 外形及管脚配置 1:ADJ 2:Vout 3:Vin三端输出可调稳压器的输出电压在 1.2 37V。每一类中按其输出电流又分为 0.1A、0.5A、1A、1.5A、10A 等,例如 LM317L 输出电压为 1.2 37V,输出电流为 0.1A;LM317H 输出电压为 1.2 37V,输出电流为 0.5A;LM317 输出电
10、压为 1.2 37V,输出电流为 1.5A 等。图 6 所示为改善纹波特性电路。图中的 D1 是为了防止调节端旁路电容 C3放电时损坏稳压管的保护二极管。旁路电容 C3 是为了抑制纹波电压而设置,当C3 取 10F 时,能够提高纹波抑制比 15dB。VI NA D JV o u tL M 3 1 7C20 .1 uViC41 0 0 uR12 4 0+VoR21 0K+C31 0 uD21 N 4 0 0 7+4 7 0uC1C50 . 1uR 3D 34 7 0D 1图 6 LM317 改善纹波特性电路四、实用三端式线性稳压电路图 7 大电流线性稳压电路图 7 所示为以 LM317 为基础的
11、大电流线性稳压电路。五、电池及充电电路电池是一种能量转化与储存的装置。它通过反应将化学能或物理能转化为电能。电池即一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极与能提供媒体传导作用的电解质接触,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供能。作为一种电的贮存装置,当两种金属(通常是性质有差异的金属)浸没于电解液之中,它们可以导电,并在“极板”之间产生一定电动势。电动势大小(或电压)与所使用的金属有关,不同种类的电池其电动势也不同。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时,电池非静电力(化学力)所做的功。电动
12、势取决于电极材料的化学性质,与电池的大小无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量,通常用安培小时作单位。在电池反应中,1 千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行,同时电池内阻也要引起电动势降,因此常把比能量高的电池称做高能电池。电池的面积越大,其内阻越小。实用的化学电池可以分成两个基本类型:原电池与蓄电池。原电池制成后即可以产生电流,但在放电完毕即被废弃。蓄电池又称为二次电池,使用前须先进行充电,充电后可放电使用,放电完毕后还可以充电再用。蓄电池充电时,电能转换成化学能;放电时,化学能转换成电能的。1、电池的主要性
13、能指标(1)额定容量在设计规定的条件(如温度、放电率、终止电压等)下,电池应能放出的最低容量,单位为安培小时,以符号 C 表示。容量受放电率的影响较大,所以常在字母 C 的右下角以阿拉伯数字标明放电率,如 C20=50,表明在 20 时率下的容量为 50 安小时。电池的理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量和按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量精确求出。由于电池中可能发生的副反应以及设计时的特殊需要,电池的实际容量往往低于理论容量。(2)额定电压电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件而异。电池的开路电压等于正、负电极的平
14、衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关,而与活性物质的数量无关。电池电压本质上是直流电压,但在某些特殊条件下,电极反应所引起的金属晶体或某些成相膜的相变会造成电压的微小波动,这种现象称为噪声。波动的幅度很小但频率范围很宽,故可与电路中自激噪声相区别。(3)开路电压电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。电池的开路电压用 V 开表示,即 V 开=+-,其中 +、-分别为电池的正负极电极电位。电池的开路电压,一般均小于它的电动势。这是因为电池的两极在电解液溶液中所建立的电极电位,通常并非平衡电极电位,
15、而是稳定电极电位。一般可近似认为电池的开路电压就是电池的电动势。(4)内阻电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池的电动势或开路电压。电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化(逐渐变大) ,这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度增大而增加。内阻是决定电池性能的一个重要指标,它直接影响电池的工作电压,工作电流,输出的能量和功率,对于电池来说,其内阻越小越好。(5)开关电源充放
16、电速率有时率和倍率两种表示法。时率是以充放电时间表示的充放电速率,数值上等于电池的额定容量(安小时)除以规定的充放电电流(安)所得的小时数。倍率是充放电速率的另一种表示法,其数值为时率的倒数。原电池的放电速率是以经某一固定电阻放电到终止电压的时间来表示。放电速率对电池性能的影响较大。(6)阻抗电池内具有很大的电极-电解质界面面积,故可将电池等效为一大电容与小电阻、电感的串联回路。但实际情况复杂得多,尤其是电池的阻抗随时间和直流电平而变化,所测得的阻抗只对具体的测量状态有效。(7)寿命储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间,以年为单位。包括储存期和使用期在内的总期限称电池的有效期。
17、储存电池的寿命有干储存寿命和湿储存寿命之分。循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度,包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。(8)自放电率电池在存放过程中电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。2、手机万能充电器电路图 8 手机万能充电器电路四海通 S538 型万能充电器在外观设计上比较独特,面板上采用透明塑料制作的半椭圆形夹子,透明塑料面板上固定有两个距离可调节的不锈钢簧片作为充电电极。面板的尾部并排有 1 个测试开关(极性转换开关)和 4 个状态指示灯,用户根据需要可以调节充电
18、器电极距离和输出电压极性,并通过状态指示灯可方便看出电池的充电情况。该充电器电路主要由振荡电路、充电电路、稳压保护电路等组成,其输入电压 AC220V、5060Hz、40mA,输出电压 DC42V、输出电流在150mA180mA。在充电之前,先接上待充电池,看充电器面板上的测试指示灯是否亮?若亮,表示极性正确,可以接通电源充电;否则,说明电池的极性和充电器输出电压的极性是相反的,这时需要按一下极性转换开关 AN1(测试键)才行。具体电路原理如下。(1)振荡电路该电路主要由三极管 VT2 及开关变压器 T1 等组成。接通电源后,交流220V 经二极管 VD2 半波整流,形成 100V 左右的直流
19、电压。该电压经开关变压器 T 的卜 1 初级绕组加到了三极管 VT2 的 c 极,同时该电压经启动电阻 R4 为VT2 的 b 极提供一个正向偏置电压,使 VT2 导通。此时,三极管 VT2 和开关变压器 T1 组成的间歇振荡电路开始工作,开关变压器 T 的 1-1 初级绕组中有电流通过。由于正反馈作用,在变压器 T 的 1-2 绕组感应的电压通过反馈电阻 R1 和电容 C1 加到 VT2 的 b 极,使三极管 VT2 的 b 极导通电流加大,迅速进人饱和区。随着电容 C1 两端电压不断升高,VT1 的 b 极电压逐渐降低,使三极管 VT2 逐渐退出饱和区,其集电极电流开始减少,变压器 T 的
20、 1S-100-12 S-150-24 S-201-12 -1 初级绕组中产生的磁通量也开始减少。在变压器 T 的 1-2 绕组感应的负反馈电压,使 VT2 迅速截止,完成一个振荡周期。在 VT2 进入截止期间,变压器 T 的 1-3 绕组就感应出一个 55V 左右的交流电压,作为后级的充电电压。(2)充电电路该电路主要由一块软塑封集成块 IC1(YLT539)和三极管 VT3 等组成。从变压器 T 的 1-3 绕组感应出的交流电压 5.5V 经二极管 VD3 整流、电容 C3 滤波后,输出一个直流 8.5V 左右电压(空载时),该电压一部分加到三极管 VT3 的 e 极;另一部分送到软塑封集
21、成块 IC1(YLT539)的 1 脚,为其提供工作电源。集成块IC1 有了工作电源后开始启动工作,在其 8 脚输出低电平充电脉冲,使三极管VT3 导通,直流 8.5V 电压开始向电池 E 充电。当待充电池 E 电压低于 4.2V 时,该电压经取样电阻 R11、R12 分压后,加到集成块 IC1 的 6 脚上,该电压低于集成块 IC1 内部参考电压越多,集成块IC1 的 8 脚输出的 S-350-24 SP-500-24 S-800-24 S-1000-24电平越低,三极管 VT3 的 b 极电位也越低,其导通量越大,直流电压(85V)经极性转换开关 S1 向电池 E 快速充电。由于集成块 I
22、C1 的 2、3、4 脚和电容 C4 共同组成振荡谐振电路,其 2 脚输出的振荡脉冲经电阻 R16 送至充电指示灯 LED1(绿)的正极,其负极接到集成块 IC1 的 8 脚。在电池刚接人电路时,集成块 IC1 的 8 脚输出的电平越低,充电指示灯 LED1 闪烁发光强。随着充电时间延长,电池所充的电压慢慢升高,集成块 IC1 的 8 脚输出电压慢慢升高,充电指示灯 LED1 闪烁发光逐渐变弱。当电池 E 慢慢充到 4.2V 左右时,集成块 IC1 的 6 脚电位也达到其内部的参考电压 1.8V。此时,集成块 IC1 内部电路动作,使其 8 脚电压输出高电平,三极管 VT3 截止,充电指示灯
23、LED1 不再闪烁发光而熄灭,充满指示灯 LED2(绿)由灭变亮。 (3)稳压保护电路该电路主要由三极管 VT1、稳压二极管 VDZ1 等组成。过压保护:当输出电压升高时,在变压器 T 的 1-2 反馈绕组端感应的电压就会升高,则电容 C2 所充电压升高。当电容 C2 两端电压超过稳压二极管 VDZ1的稳压值时,稳压二极管 VDZ1 击穿导通,三极管 VT2 的基极电压拉低,使其导通时间缩短或迅速截止,经开关变压器 T1 耦合后,使次级输出电压降低。反之,使输出电压升高,从而确保输出电压稳定。过流保护:在接通电源瞬间或当某种原因使三极管 VT2 的电流过大时,在R5、R6 上的压降就大,使过流
24、保护管 VT1 导通,VT2 截止,从而有效防止开关管 VT1 因冲击电流过大而损坏。同时电阻 R6 上的压降,使电容 C2 两端电压升高,此后过流保护过程与稳压原理相同,这里不再重复。三极管 VT1 是过流保护管,R5、R6 是 VT2 的过流取样保护电阻。3、镍氢电池智能充电电路单只镍氢电池电压为 1.25V,充电时最高为有 1.55V,它不宜使用高于 3V的直流电源为其充电。将电源变压器输出为交流 3.5V 的双绕组作全桥整流可得到正负 3.5V 直流电,以负端输出作为零电平,中点即成为+3.5V 可作给镍氢电池充电的直流电源,正端输出则成为+7V 可作控制电路的工作电源。非满载输出状况
25、时,中点电平约为 4.9V,正输出端约为 9.8V。满载输出状况时,中点电平为 3V,正输出端约为 7.9V。控制电路所使用的 COMS 门电路 CD4011 和通用四运放 LM324 均可在 6V12V 之间正常工作。参见图 9,U1 是内置电压比较器的稳压集成电路 TL431,可提供 2.5V 精密基准电压。经 R7R10 四只电阻串联分压,分别为 U2a、U2b、U2c 三只电压比较器提供 1.54V、1.25V、1.15V 比较电压。U2a 的负输入端与 U2b、U2c 的正输入端共同接在镍氢电池正端上,对电池两端电压进行检测。电池电压高于1.54V 时 U2a 输出低电平,电池电压低
26、于 1.54V 时 U2a 输出高电平;电池电压高于 1.25V 时 U2b 输出高电平,电池电压低于 1.25V 时 U2b 输出低电平;电池电压高于 1.15V 时 U2c 输出高电平,电池电压低于 1.15V 时 U2c 输出低电平。U2d 的负输入端接在 2.5V 基准电压上,正输入端通过 R24 电阻接中点电源上。与此同时,U2d 正输入端通过 C3 电容接在镍氢电池正端上,在没有放入电池或通电数秒种后,U2d 输出高电平。 图 9 镍氢电池智能充电电路在电池已经放入电路中的状况下接通电源,U2d 正输入端被 C3 电容暂时短路接在镍氢电池正端上,电平不大于 1.5V, U2d 输出
27、低电平;经过约 1 秒钟后, C3 电容被充电,U2d 正输入端电平高于 2.5V, U2d 输出高电平。如果放入的是没有放完电可以继续使用的电池,U2c 将检测出电池的两端电压高于 1.15V,输出高电平。在 U2d 尚输出低电平的时候,由与非门 U3c、U3d 组成的 RS 触发器将被置成 U3c 输出低电平,U3d 输出高电平。1 秒钟后 U2d 输出高开关电源电平,U3c、U3d 的输出状态被保持不变。发光管 LED4 发红光显示电池不需要充电。而 U3c 输出低电平使 BG1 截止,与非门 U3a 输入端同时被封锁输出高电平,与非门 U3b 输出低电平,功率场效应管 BG2 截止。只
28、有经过 R1 的约 30mA 电流给电池作涓流维持性充电。如果放入的是放完电的电池,U2c 将检测出电池两端电压低于 1.15V,输出低电平。在 U2d 尚输出低电平的时候,由与非门 U3c、U3d 组成的 RS 触发器将被置成 U3c 与 U3d 都输出高电平。但在 1 秒钟后,U3d 改为输出低电平,U3c 继续保持输出高电平。发光管 LED3 发绿光指示电池需要充电。此时,U2b 输出低电平使 U3a 输出高电平,U3b 输出低电平,功率场效应管 BG2 截止。但 U3c 输出高电平使 BG1 导通,经 R2 提供约 100mA 电流和经过 R1 的 30mA 电流一起给电池作小电流充电
29、。电池开始充电后,在电池电压高于 1.15V、低于 1.25V 期间,U2c 的输出状态翻转为高电平。但 U3c、U3d 的输出状态保持不变,U3c 继续输出高电平,BG1 导通。因 U2b 的输出状态还是低电平使 U3a 输出高电平,U3b 输出低电平,功率场效应管 BG2 截止。仍然只经 R2 提供约 100mA 电流和经过 R1的 30mA 电流一起给电池作小电流充电。经过一段时间小电流充电后,电池电压高于 1.25V、低于 1.54V,电压比较器 U2a、U2b 都输出高电平,此时 U3c 也继续输出高电平,从而使 U3a 输出低电平,U3b 输出高电平,功率场效应管 BG2 导通,经
30、 R3 提供不小于 500mA 电流和经过 R2 提供的 100mA 电流以及经过 R1 提供的 30mA 电流一起给电池作大电流充电。此时 LED1 发绿光显示正处于大电流充电状态,LED3 绿发光管熄灭。发光管 LED2 也熄灭。在经过一段时间大电流充电,电池已经充足电,电池电压高于 1.54V 时,U2a 输出低电平使 U3a 输出高电平,U3b 输出低电平,功率场效应管 BG2 截止。LED1 熄灭,LED2 发光。与此同时,U3b 从高电平翻转为低电平,将通过 C2 电容和 R13 构成的微分电路将 U3d 输入端短暂置为低电平,从而使 U3b 输出端从低电平翻转为高电平。LED4
31、发光显示电池已经充足电。U3a 的输出端随之从高电平翻转为低电平,LED3 熄灭,BG1 也截止,只有经过 R1 的 30mA 电流继续给电池充电。若继续进行涓流充电,电池电压将从 1.55V 降低至 1.5V,U2a 与U2b 的输出端都将输出高电平,但此时 U3a 输入端已经被 U3c 封锁只能输出高电平,U3b 输出低电平,功率场效应管 BG2 继续保持截止,只有经过 R1 的 30mA电流继续给电池作涓流充电。取出电池后或在没有放入电池开关电源的状况下接通电源,连接电池正端的E 点电平为中点电位高于 1.55V,U2a 输出低电平,BG3 截止,LED3 和 LED4 都不发光。此时
32、U3a 输出高电平,U3b 输出低电平,LED2 发红光指示电路处于通电工作状态,LED1 不发光。再放入电池,即刻重复上述自动检测充电过程。其中,LED1 与 LED2、LED3 与 LED4 可分别合用一只双色发光管。接通电源后,LED1 与 LED2 总有一只发光。LED3 与 LED4 必须放有电池才发光,因此可以判断电池是否放入并且没发生接触不良现象。4、开关电源手机充电器开关电源以效率高、电压适应性强而得到广泛应用。这里介绍一种插头可伸缩的袖珍式开关电源充电器,其尺寸为 69mm47mm26mm。该充电器电路采用分立元件和贴片元件相结合,电路设计别致新颖,元件布局严谨合理。供电电压
33、原为 110V,可方便地改为 90250V 工作;输出电压 5V,可改动为 512V输出,特别适合无绳电话或手机的 3.6V(或 49V)电池作快速充电之用。图 10 开关电源式手机充电器原理图电路原理见图 10。其中 D1、L1 以及 C2 等组成市电输入整流滤波电路,C2两端产生约 300V 的直流高压。VT1、VT2、N1、N2 等组成自激式振荡电路,R3、R4 提供启动偏置电流,使 VT1 加电时即导通,主回路 N1 中有电流流过,N2 上产生感应电压。当此电压峰值超过 3V 时,D5 击穿,通过 R8 向 VT2 提供偏流,使 VT2 饱和导通,VT1 因偏置电压被短路而关断。当 N
34、2 中电流关断时,N2感应电压极性反相,经 D5、R8 加反向偏压于 VT2 基极,VT2 转变为截止状态,VT1 经 R3、R4 偏置重新导通。如此循环往复,形成间歇自激振荡。C5、R6 用以改善振荡波形,光电耦合器 OPT1 用以调控振荡器脉冲宽度。N2、L2、C7 等组成整流输出电路,二极管 3S90 作半波整流,RK14 作充电隔离,R18 为输出电流采样电阻。当输出电流超载(大于 0.8A)或短路时,R18上产生较大压降,使 OP1 输出电位急剧降低,光电耦合器控制振荡脉冲变窄,由 N1 耦合到 N3 的平均能量 DRP-480S-48 也大幅度减少。即使输出短路,输出电流也仅有十几
35、毫安,从而避免了输出端超载甚至短路对开关电源自身造成的威胁。稳压部分由 S-350-24 等周边电路组成,电压采样点取自被充电电池两端,按图中 R13+R14 参数值,空载输出电压为 5.25V,对于 3.6V 可充电池的最大充电电流为 0.95A,适合对 2Ah 以上的镍镉或锂电池直接充电。若用它对0.71Ah 的镍镉或锂电池充电时,充电回路内可串接一只 1.52.5、功率0.5W 的限流电阻,使充电电流被限制在 0.30.4A。该电源的输出电压只需经小改动,即可使输出为 512V 之间的某一电压值。方法是:更换带 号的电阻,在 2462 之间取值。需要指出的是,输出端滤波电解电容器标称耐压
36、为 10V,需要改为 12V 输出时,请更换成耐压为 16V 的电解电容。在 12V 时,其最大输出电流应控制在 0.7以内。输出端带有 2 米长黑白线,黑线为正极,白线为负极。六、电子镇流器电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器,其基本工作原理是:工频电源经过射频干扰(RFI)滤波器,全波整流和无源(或有源)功率因数校正器(PPFC 或 APFC)后,变为直流电源。通过 DC/AC 变换器,输出20K-100KHZ 的高频交流电源,加到与灯连接的 LC 串联谐振电路加热灯丝,同时在电容器上产生谐振高压,加在灯管两端,但使灯管“放电“变成“导通“状态,再进入发光状态,此时高频
37、电感起限制电流增大的作用,保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流,为了提高可靠性,常增设各种保护电路,如异常保护,浪涌电压和电流保护,温度保护等等。图 11 是一款实用的简易电子镇流器电路原理图,当逆变器加电后,电源经 L1a、R2 到 Q1B,使 Q1 导通,同时经 R1、R3 对 C2 充电,使 Vc2 迅速升高,从而使 Q2 饱和导通。此时的电流流向为:+VDDC4灯丝 1C5灯丝2L2L1cQ2R5GND,电流对 C5 充电;Q2 一旦导通,Q1 就会因为 L1 的反馈作用而截止、Vc2 通过 D5 放电下降、流过 L1b 的电流减小,引起 L1b 两端一个上负下正的反馈电压。根据同名端原理,L1a 得到左负右正的反馈电压,从而使 Q1 迅速饱和导通,同时 L1 的正反馈作用又使 Q2 迅速截止。当 Q2 截止而 Q1 导通时的电流流向为:C5灯丝 1C4Q1R6L1cL2灯丝 2C5,该电流流向即为 C5 的放电回路。如此周而复始形成振荡方波(D6、D7 起续流作用) 。约在 0.3s 内引起 L2、C5、C4 组成的 LC 串联电路发生谐振,形成很大的谐振电流流过灯丝,使管内氢气电离,进而使水银变成水银蒸汽,C5 两端的高压又使水银蒸汽形成弧光放电,激发管壁荧光粉发光。图 11 简易电子镇流器电路开关电源原理图