对电源稳压电路原理分析,不光维修好还能设计出更佳产品

发布时间:2024-11-15 11:28:50  
开关电源是如何稳压的呢?
开关电源有24V,12V,5V,等电压,不会随电网电压波动而输出电压变动,这是因为电源芯片可以通过控制PWM占空比进行调节,那么根据什么做调整呢?

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电源芯片要想稳压控制,稳压到多少V,电源芯片它并不知道,只提供一个电压反馈引脚FB,具体稳压到多少,取决于电路的设计,这样电源芯片就很灵活了,可以做成任意电压的电源了。
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那么这个电压检测引脚FB要怎么连接呢?直接连到输出端,显示这是不可取的,电源芯片这端属于高压端,输出测属于低压端,通过变压器隔离了,低压输出端很安全,如果把FB引脚直接连到输出端,这样就不会隔离了,会有高压传入风险,如果低压侧接的是一颗CPU,当电路发生损坏,这颗CPU大概率会牺牲。
所以要加入隔离电路,光电耦合器正好适用,光电耦合器是线性的元件,当电路设计合理,输入电压等于输出电压,改变内部光敏三极管的导通,光耦内部实际是一个集电极开漏的光敏三极管,通过上拉电阻接到电源,通过控制光耦内部的LED发光强弱,内部光敏三极管集电极即可产生跟输入端相应的电压,实现了开关电源的初级和次级隔离。
那么有了隔离的光耦,还是不能正常工作的,光耦只是一个传输信号的作用,它没有检测电压的能力,谁来控制光耦内部LED的发光强度呢,还需要一个元件,TL431。
TL431 器件是三端可调节并联稳压器,是一个可以调节的稳压芯片,通过REF引脚电压,TL431的C极会产生一个稳定的电压。,实际TL431内部也是一个三极管,REF电压和Vref电压比较,控制三极管的导通,就可以用TL431的C极控制光耦LED的发光强度了。
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那么这个REF又是谁来控制呢,当然是电压控制,这个电压从哪里来?
我们要检测输出电压,就要连接到输出电压端,但是输出端是24V,12V,5V,REF要稳压到多少V呢?这就要看电源芯片3842的FB引脚了,这个是有反馈电压要求的。
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3842芯片的FB引脚内部接的是一个误差放大器,同相输入端接的是一个2.5V电压基准,FB电压和基准电压比较控制PWM,那么这个FB引脚电压要在2.5V。
那么FB引脚需要2.5V的电压,光耦的输出端电压也要为2.5V,光耦输入端为2.5V,那么正好TL431可以稳压到2.5V,那么当REF引脚产生2.5V时,就可以控制光耦的输入端,反馈到电源芯片的FB引脚。
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那么输出电压太高,怎么产生2.5V呢,就需要电阻进行分压,因为这里消耗的电流特别小,所以电阻分压就可以满足要求。这里的电阻是要使用精度高的电阻,精度通常是1%。
利用分压计算软件,可以得到两个分压电阻的阻值。这样输出电压的变化就可以反馈到电源芯片的FB引脚,通过控制PWM的占空比,这样一个闭环回路就产生了,就可以稳定的控制输出电压。通过改变这两颗电阻的阻值,就可以小范围的改变输出电压。大范围调整电压还需要改变变压器的绕组,不然电源没有带载能力。

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这是一个电源的稳压原理。通过分析,我们可以很好理解电源是如何稳压的,也是一环套一环,每个元件都有它的意义。通过对电源稳压原理的分析,我们不光可以维修好电源,还能设计出一款电源。

文章来源于:电路一点通    原文链接
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