实验实验七七 反激式反激式电电流控制开关流控制开关稳压电稳压电源源实验实验一、一、实验实验目的目的(1)了解单管反激式开关电源的主电路结构、工作原理 (2)测试工作波形，了解电流控制原理二、二、实验实验原理原理单管反激式开关电源原理电路如图7-1所示图图 7-1 单单管反激式开关管反激式开关电电源原理源原理图图 交流输入经二极管整流后的直流电压Udc经变压器初级绕加到功率三极管 Q1之C极，同时经电阻R9、R10加到Q1之b极使Q1开通Udc电压加到变压器初 级使磁通逐渐上升，初级电流也线性增大，变压器反馈绕组3－4上的感应电势 的极性使Q1的b-e之间正向偏置增大，使Q1完全饱和导通，这是一个正反馈自 激过程 Q1饱和导通之后变压器初级承受Udc电压，变压器磁路中的磁通Φ正比于 Udc*t中的伏秒积分，t是Q1开通的时间长度在变压器磁通达到饱和值之前， Φ是线性增长，Q1中的电流是线性增长为了保证Q1中的电流不超过其元件最 大值，因此必须将此电流在适当的时候进行切断，这个电流峰值的控制由三极 管Q2实现当R7中的电流大到一定允许值Q2导通，强迫将Q1之b极变为零电平， 使Q1关断，而Q2的通断受三极管Q4的通断来控制；而Q4的通断由三极管Q3和 4N35中的三极管的导通情况来决定。
Q3的通断由来自电流反馈采样电阻 R7上 的电压来控制当R7上的电流大到一定值，使Q3的b-e极正偏加大，使Q3导通本线路对5V直流输出电压有自动稳压调节功能，当负载减小5V输出电压增 大时，输出电压的采样电阻分压后加到TL431的R端的电压增大由TL431的作用原理可知其C端电压会自动下降，结果造成4N35的二极管中电流增大，从而 使4N35的三极管的等效内阻减小，结果使Q4提前导通最终使Q1提前关断，即 负载减小时Q1的开通/关断占空比减小，这从Q1-e 极的波形可以明显看到当 输入交流电压减小，Udc下降时，Q1导通后变压器中的磁通上升速率减小，结 果Q1的开断周期延长开关频率下降，例如从180V AC输入时的62KHz下降到 100VAC输入时的 44.8KHz 当Q1中的电流被切断之后，变压器电感贮能释放，磁通下降，变压器副边 绕组的感应电势经整流滤波后输出这就是一般反激式（Fly back）的原理 TL431的原理框图如下：图图7-2 TL431的原理的原理图图C3R5D1R8为缓冲电路，减小Q1关断时 Q1管c-e极的电压三、三、实验实验所需挂件所需挂件序号型 号备 注1DJK01 电源控制屏控制屏包含“三相电源输出”“励磁电源”等几个模块。
2DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”，以及“电感”等几个模块3DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块4DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”以及“开关”等几个模块5D42三相可调电阻6双踪示波器TDS210 7万用表MF47四、四、实验实验内容与步内容与步骤骤(1)系统接线： ①将DJK09的交流调压输出接至DJK23的交流输入端 ②将DJK09上的两个电阻并接成可调负载电阻 (2)波形观察 ①接入DJK09单相自藕调压器的220V交流电源，并开启DJK01控制屏的电 源开关②调节DJK09的交流输出为180V，并调节 DJK09 上的负载电阻，使 DJK23上5V直流输 出的电流为2A ③用示波器观测电路相应各点的波形 Q1的e极（即电流采样电阻R7两端）的波形 三极管Q1的b级波形 变压器反馈绕组3－4端的电压波形 三极管Q2的b级波形 三极管Q3的b级波形 三极管Q3的C级波形 开关频率与占空比的测定并记录数据 ④改变交流输入电压为100V，负载不变，重复步骤③ ⑤令5V直流输出负载电流为0.3A，交流输入为180V，重复步骤③ (3)开关电源稳压特性的测试 ①保持负载不变（5V、2A；±12V，0.5A），改变DJK23的交流输入电压， 从70V~250V，测定5V和12V直流输出电压的变化及纹波系数。
②保持DJK23交流输入电压不变，改变负载从 (5V,0.15A~2.6A；±12V，0.15~0.5A)，测定5V和12V直流输出电压的变化 及纹波系数五、注意事五、注意事项项(1)交流输入电压必须大于60V，小于250V (2)用示波器观察电路波形时，必须要注意共地问题 (3)＋5V的最大负载电流为5A，±12V的最大负载电流为1A六、思考六、思考题题(1)什么叫反激式开关电源，它与正激式有何区别？ (2)什么叫自激式与他激式开关电源？ (3)变压器的磁路在制作时为什么必须留有气隙？ (4)开关管的选择原则是什么？。