并聯(lián)型開關穩(wěn)壓電源

　　并聯(lián)型開關電源是現(xiàn)在用得最多的電源,電腦顯示器,彩電,電腦電源等均采用它,所以了解其工作原理,掌握其電路特點是每個電子人員所必需的

　　圖K-3是并聯(lián)型開關電源的最基本電路圖,Q為開關輸出管,T為脈沖變壓器,D為整流二極管,C是濾波電容,R為負載電阻,因開關管Q與輸入直流電壓E1并接,所以屬并聯(lián)型開關電路．

　　脈沖變壓器耦合開關電路有正向激勵和反向激勵兩種形式,正向激勵方式--開關管導通期間,次級脈沖整流二極管也導通,而在截止期間,開關管Q與二極管D都截止.

　　反向激勵方式--開關管導通期間D截止,而Q截止期間D導通

　　該電路的工作過程與行輸出電路類似,開關脈沖信號加至晶體管Q的基極,當輸入 脈沖為正時,Q飽和,此時初級線圈上的電壓特性為上正下負,次級感應電壓則是上負下正,D反偏截止,

　　當Q基極輸入負脈沖時,晶體管Q截止,Q的集電極電位上升為高電平,此時T的次級感應電壓是上正下負,D正向偏置而導通,電容C充電,取得直流輸出電壓E0,T在這里可看作儲能元件,當開關晶體管Q導通,但二極管D截止時,初級線圈儲存能量,當Q截止時,T則釋放能量,此時二極管D導通.

　　這里我們需要說明一個問題,當Q截止時,T的初級電流躍變?yōu)榱?并失去回路,次級如何有電壓輸出?線圈的電流不是不能躍變的嗎?這一問題我們可從能量不能躍 變這一概念來理解,因電感中的能量是以磁能形成存在的,一般的電感只有一個繞組,而脈沖變壓器有初,次級兩個繞組,在開關晶體管Q從導通變?yōu)榻刂箷r的瞬間,初級線圈電流突變?yōu)榱?而T便將能量轉移到次級,這時二極管導通,次級線圈有感應電流產生,感應電流所產生的磁通與轉換瞬間前的相同,而保持磁通量不變.輸出電壓E2有以下關系式:

　　E2=E1×η2/η1×Tc/T0,η2和η1是初次級匝數(shù),Tc是晶體管導通時間,To是截止時間.為此我們可以通過控制Tc/To比使來調輸出電壓E2的高低.

　　下面我們以電路實例來對此種電路加以分析說明,圖K-4是一種彩電的實際開關電源電路.

　　電路工作過程如下:開機后,整流濾波電路建立的直流電壓E1經(jīng)電阻上R302加至Q304基極,隨之使Q304導通,產生集電極電流,該電流在初級繞組產生感應電壓,極性是8腳正,1腳負,在次級繞組9-10腳形成感應電壓使Q304基極電位更正,從而使集電極電流上升,這是一個正反饋過程使Q304通過進入飽和導通,這一線性上升的電流,流過Q304發(fā)射極電阻R313產生相應的線性上升鋸齒波電壓降,此壓降經(jīng)R312及電容C310(隔直電容)耦合至Q303基極,與此同時變壓器11-12腳的繞組輸出的方波脈沖經(jīng)D306整流,C312濾波建立了一取樣電壓En經(jīng)R304,VR301,R305分壓加至Q301基極,使 Q301集電極上保持與其有關的直流電壓,再經(jīng)R30準,R309分壓加至Q302基極,因此Q302基極加有一直流電壓并疊加上鋸齒波電壓,Q302,Q303是開關頻率控制電路,它工作在兩個狀態(tài),一是一齊導通,二是一齊截止,在Q304截止期間,T301的10-9腳繞組感應得到的方波脈沖電壓是10腳為正,此電壓經(jīng)D307整流在C314上充有電荷.在Q304導通期間在R313上的鋸齒波電壓使 Q303導通后,C314上的電壓加到Q304的基極與發(fā)射極之間,使Q 304趨向截止,Q304截止后導通期間脈沖變壓器所儲存的能量通過次級繞組開始釋放,經(jīng)變壓器耦合使 D320導通,C321濾波輸出獲得穩(wěn)定的直流輸出電壓.當次級繞組能量釋放至很小時,初次級電路均不導通,電路處在高阻狀態(tài),初級繞組電感與分布電容C組成的并聯(lián)諧振電路產生諧振,諧振所產生的感應電壓經(jīng)脈沖變壓器的反饋繞組(10-9腳)又使Q304基極有正電位而導通,從而進入飽和導通狀態(tài),開關電路進入下一個新的振蕩周期.

　　穩(wěn)壓控制過程:當輸出直流電壓上升時,相應的取樣電壓即電容C312上的電壓變上升,經(jīng)R304,VR301,R305分壓,使 Q301的基極電位上升,經(jīng)Q301比較放大,使Q302的基極直流電位下降,Q302基極是直流誤差電壓與鋸齒波電壓的相加,由于Q302基極上的直流誤差電壓下降,PNP型晶體管Q302更容易進入導通,也就是鋸齒波電壓的幅值較小時,就引起Q302的導通,這一鋸齒波與Q304集電極的線性上升電流有關,即Q304集電極電流上升較小值 ,就導致Q302的導通,又使Q303基極電位上升而導通,電容314電壓加至Q304的b-e結,使Q304截止.

　　以上過程使Q304導通時間Tc減少,開關振蕩頻率升高,輸出直流電壓值與Tc成正比,Tc減少,最后引起輸出直流電壓下降,達到穩(wěn)壓的目的.