电源技术中的一种自激式开关稳压电源的设计

摘要:介绍了一种自激式开关稳压电源设计,详细说明了开关电源的工作原理及各部分的功能.1  引   言　　开关电源是一种利用开关功率器件并通过功率变换技术而制成的直流稳压电源.它具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强、输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等优点,因而广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源.开关电源又被称为高效能节能电源,内部电路工作在高频开关状态,自身消耗的能量很低,一般电源效率可达80%左右,比普通线性稳压电源提高一倍.目前生产的无工频变压器式中,开关电源仍然采用脉冲宽调制器PWM或脉冲频率调制 【自激式开关稳压电源】是电源技术中的一种重要设计，它采用了开关功率器件和功率变换技术，能够实现高效的直流稳压。开关稳压电源因其体积小巧、重量轻、效率高、对电网电压和频率变化有良好的适应性，以及长时间稳定的输出电压，广泛应用于电子计算机、通信设备等终端设备，是现代电子信息产业的关键组件。相较于传统的线性稳压电源，开关稳压电源的效率通常可达到80%左右，显著提高了能源利用率。 在设计中，自激式开关稳压电源采用的是脉冲宽度调制（PWM）或脉冲频率调制（PFM）技术。PWM技术通过改变开关管的导通时间与总周期的比例（占空比）来调节输出电压，确保输出电压的稳定。例如，文中提到的实例使用了开关管BU508A，并基于PWM原理设计了一个无工频变压器的反激隔离式开关稳压电源。 该电源的主要技术参数包括输入电压AC220V、输入频率50Hz、输入电压范围AC165V-265V、输出电压DC24V、输出电流2A、输出功率48W。工作原理上，交流电经过滤波、整流后，通过控制开关管（如图1所示的Q1）的开闭，使得高频变压器一次侧产生低压高频电压，再经由变压器耦合到二次侧，通过整流滤波得到稳定的直流输出。TL431作为采样器，与光耦合器配合，通过调整PWM信号控制开关管的导通和截止时间，实现输出电压的精确控制。 开关电源的电路设计中，选用了单端反激式变换器。这种变换器的高频变压器仅在第一象限工作，原边开关管Q1导通时，副边整流二极管截止，能量储存；Q1截止时，能量从变压器释放给负载。电磁干扰滤波器用于减少输入端的噪声，其中C2和C3构成共模扼流圈，C1用于滤除串模干扰，而C8、R3和D1组成的钳位电路则用于保护开关管免受尖峰电压影响。 开关控制部分是电源的核心，通过B点和C点电压的高低来控制Q1的导通和截止时间，进而调整占空比。D2和D3则起到了限制C点电压过高，防止Q1关断时间过长，保证开关频率的稳定性。PWM调节部分，Q1导通时，通过N2绕组的极性变化，控制C5的充电和放电，从而调节开关管的导通和截止，实现输出电压的精密调节。 自激式开关稳压电源设计涉及了电源变换、控制策略、元器件选择和保护机制等多个方面，是电源技术中的复杂但高效的设计方案。通过深入理解和应用这些技术，可以实现高效、可靠的电源解决方案，满足现代电子设备对电源的严格要求。