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1、开关电源预备知识2,模拟电子技术基础：开关稳压电源,复习：串联型稳压电源,调整管工作在放大区,7.5开关稳压电源,7.5.1开关稳压电源基本原理,一、组成：,调整管工作在开关状态,三、一个具体的开关 稳压电源工作原理：,储能电路： 即续流滤波电路,储能电路组成： 续流二极管 储能电感 储能滤波电容,四、储能电路：,1、串联型：储能电感 和负载相串联,、V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL向电容C充电。,、V截止时， L中的电流不能突变，产生左负右正的自感电动 势，VD导通，续流电流 iZ 向电容C充电，将L中的磁能转换为电 容C中的电能。,总之，调整管V导通期间，L储存磁能，并给
2、电容C充电，同时向负载供电； 调整管V截止期间，L释放磁能，转变为C的电能，同时向负载供电。,根据储能电感的连接方式可分为： 串联型并联型并联独立输出型,2、并联型：储能电感 和负载相并联,、V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL，L储能。,、V截止时， L中的电流不能突变，产生上负下正的自感电动 势，VD导通，续流电流iZ 向电容C充电，将L中的磁能转换为电 容C中的电能。,总之，调整管V导通期间，L储存磁能，负载由电容C供电； 调整管V截止期间，L释放磁能，转变为C的电能，同时向负载供电。,并联型电路中，调整管承受的反峰电压为2UI ，为串联型的两倍。,3、并联独立输出型：通过
3、续流电感的电磁耦合，实现隔离输出。 （电源输入端不使用变压器、实现多种电压输出）,应用最多的一种电路形式,三极管V可使用功率场效应管,脉冲调宽、脉冲发生及误差信号的产生等可集成化例如TOP221TOP227,7.5.2三端单片开关 集成稳压器及其应用,一、TOPSwitch简介： （TOP221TOP227）,二、TOPSwitch工作原理：详见P.215216,三端器件,DIP8或SMT8封装,三、TOPSwitch的应用电路：,并联独立输出型详见P.216217,工作原理说明：,1、单激型反激式开关电源：开关管导通时储能，开关管截止时，储能释放给负载。 开关管和脉宽调制采用三端单片集成稳压
4、器TOP221P， 当221P内开关功率管导 通时，N1上产生上正下负电压，N1储存能量。开关功率管截止时，N1上产 生上 负下正电压，N2产生上正下负电压，VD2导通， 经C2、L、C3滤波后提 供5V 输出电压。UO1UZUF（LED正向压降）,2、N3上感应的交流电压经VD3整流、C4滤波，获12V电压为IC2中的光 电三极管供电。 稳压原理：例UO1IF（LED正向电流）IC（IC1 控制电流) D（占空比） UO1,3、保护电路：R3、C1和VD1,4、自动启动时间控制：C50.83S,另一种并联独立输出型开关电源,开关由一个功率场效应管构成（兼脉冲发生），也称为单激型。 脉宽调制等
5、由集成电路c3842 完成。,开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单激型反激式。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压高、电流大。 用PWM控制功率开关管， 就可以改变次级绕组输出的电压和电流，同时， 使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。,单激型反激式电路结构及工作原理：,D1：续流二极管,C： 滤波电容,V导通时，电流I通过L1，电流逐渐增加，产生变化磁场，L1中自感电动 势上正下负，在次级绕组L2产生感应电压为上负下正，D1截止L1.储能,V截止时L1中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合，在 L2中产生感应电压为上正下负，D1导通，感生电流从
6、D1、RL构成闭合回路， L1储能得到释放。,三端单片脉宽调制开关集成稳压器综述,1.1994年一代 TOPSwitch,型号：TOP100104200 204/214 209/210,封装：DIP8SMD8,开关频率：100KHz,工作电压：110V230V,DIP8或SMT8封装,2.1994年二代TOPSwitch,型号：TOP221227,封装： TO220 （TOP221Y 227Y） DIP8 （TOP221P 224P） SMD8 (TOP221G 227G）,开关频率：100KHz,工作电压：85V265V,三端器件,DIP8或SMT8封装,3.2000年初三代TOPSwitc
7、hFX 灵活（Flexible),型号：TOP232/P/G/Y TOP233/P/G/Y TOP234/P/G/Y,封装： TO2207B 有5个引脚,C控制端 M多功能端 S源极 F开关频率选择 D漏极,若采用DIP8和SMD8封装时无F端，等效为四端器件,若M、F端均接S极，相当于TOPSwitch,若F与S相接，开关频率130KHz 若F与C相接，开关频率 65KHz,控制原理：Uo反馈电流IcD Uo,4.2000年11月四代TOPSwitchGX,型号：TOP242249,封装： TO2207C 有6个引脚,即XLCSFD,Tiny Switch系列：,将控制IC和MOSFET功率
8、管集成于一体，依负载自动调整开关频率，提高效率，4个引脚。,D功率管漏极 BP旁路（外接滤波电容） S源极 EN使能控制端（高电平时MOSFET导通）, Tiny Switch系列：,TNY264P/G TNY266P/G TNY268P/G,实际引出端有7个,型号：TNY253255,脉宽调制集成电路c3842简介,单极反激式开关电源的应用智能型充电器（36V）,附图2智能型充电器（36V）,T0：双向滤波抑制干扰， D1：整流C11：滤波 IC1：c3842脉宽调制集成电路。 其5脚为电源负极， 7脚为电源正极， 6脚为脉冲输出直接驱动场 效应管Q1(K1358) 3脚为最大电流限制，调整
9、 R25(2.5欧姆)的阻值可以调 整充电器的最大电流。 2脚为电压反馈，可以调节 充电器的输出电压。 4脚外接振荡电阻R1,和振荡 电容C1。,T1为高频脉冲变压器，其作用有三个： 第一是把高压脉冲降压为低压脉冲。 第二是起到隔离高压的作用，以防触电。 第三是为c3842提供工作电源。,D4：高频整流管（16A60V） C10：低压滤波电容， D5：12V稳压二极管， IC3：(TL431)为精密基准电压源，配合IC2(光电耦合器4N35) 起到自动调节充电器电压的作用。 调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。 D6：充电指示灯， D10：电池浮充（充满）指示灯。 R27：电流取样电阻（
10、0.1欧姆，5w） 改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200300mA）。,通电开始时，C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经 R5,C8,C3, 达到IC1的第7脚。强迫IC1启动。IC1的6脚输出方波脉冲，Q1工作， 电流经R25到地。同时T1副线圈产生感应电压，经D3、R12给IC1提供可靠电源。 T1输出线圈的电压经D4、C10整流滤波得到稳定的电压。 此电压一路经D7（D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用）给电池充电。 第二路经R14、D5、C9, 为LM358(双运算放大器，1脚为电源地，8脚为电源正)及 其外围电路提供12V工作电源。 D
11、9为LM358提供基准电压，经R26、R4分压达到 LM358的第2脚和第5脚。,正常充电时，R27上端有0.150.18V左右电压，此电压经R17加到LM358第3 脚，从1脚送出高电压。此电压一路经R18，强迫Q2导通，D6（红灯）点亮，第 二路注入LM358的6脚，7脚输出低电压，迫使Q3关断，D10(绿灯)熄灭，充电器 进入恒流充电阶段。当电池电压上升到44.2V左右时， 充电器进入恒压充电阶 段，输出电压维持在44.2V左右。充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐减小。 当充电电流减小到200mA300mA时，R27上端的电压下降，LM358的3脚电压 低于2脚，1脚输出低电压，Q2关断，D6熄灭。同时7脚输出高电压， 此电压一 路使Q3导通，D10点亮。另一路经D8、W1到达反馈电路，使电压降低。 充电器 进入涓流充电阶段。12小时后充电结束。,课程小结,1、开关电源的特点,2、开关电源的基本结构,3、几种常用的开关电源形式,
