说一说，这个电路的电路自激振荡电路原理原理，以及VT是怎样间歇导通。

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-07-30 23:54 标签： 自激振荡电路原理

摘要：   　　工作原理：下图是一個自激式开关稳压电源电路由开关功率管VT2、脉宽调制管VT3、误差放大管VT4、过流保护可控硅开关VTl和脉冲变压器Tl等组成。其中开关功率管兼做間歇自激振荡电路原理管 　　VT2、Tl、R2～R5等构成变形间歇自激振荡电路原理器。接通电源后整流器输出的直流高压经过R2～R5降压后给VT2基极提供一个适当的正偏压，使其导通其集电极电流IC2通过初级线圈N1，在其两端产生

　　工作原理：下图是一个自激式开关稳压电源电路由开關功率管VT2、脉宽调制管VT3、误差放大管VT4、过流保护可控硅开关VTl和脉冲变压器Tl等组成。其中开关功率管兼做间歇自激振荡电路原理管

　　VT2、Tl、R2～R5等构成变形间歇自激振荡电路原理器。接通电源后整流器输出的直流高压经过R2～R5降压后给VT2基极提供一个适当的正偏压，使其导通其集电极电流IC2通过初级线圈N1，在其两端产生上正、下负的感应电压并通过T1耦合到次级反馈线圈N5。N5两端感应电压的极性刚好使VT2的基极为正致使Ic2增大。可见这是正反馈的过程，VT2便迅速进入饱和导通状态此时，基极便失去控制作用间歇自激振荡电路原理器相对进入稳定階段。电容器C5两端的充电电压为左正、右负与N5反馈电压的极性相反。所以基极电源Ib2逐渐减小，VT2从饱和区退回到放大区J＆减小，使Nl感應电动势改变方向N5上电势也改变方向，Ib2急剧下降Ic2也急剧下降。由于正反馈的作用VT2迅速转为截止状态。这时变压器中的磁能不能立即消失在集电极回路中感应出较高的电压，与电源电压叠加使VT2集一射极之间的电压超过输人电压。

　　当VT2截止时变压器初级线圈上的電压反向，并且感应以次级当次级电压升高到一定程度时，输出整流管VD2、VD3、VD4便导通输出端有输出电压。当VT2再次导通时N1上的电流将线性增加，耦合到次级电压使输出整流二极管反偏而截止此时输出电压由LC滤波电路储存的能量提供。

　　假如由某种原因造成输出电压下降时经过稳压二极管VD5加到VT4发射极上的电压也下降，通过R15、Rl7、R16分压加在VT4基极上的电压也降低很明显，发射极电压减小量比基极大故VT4集電极电流减小，在R11两端的电压降也减小VT3的基极电压下降，集电极电流如减小R2、R3、R4、R5上压降减小，开关管VT2基极电位升高开关管导通时間加长，使输出电压上升从而保持输出电压的稳定。

　　由于本电源采用自激工作方式所以当负载短路时，反馈线圈的反馈电压大幅喥降低或降至零使间歇自激振荡电路原理器停振，电源停止工作从而自动起到保护作用。但由于发生短路到停止工作需要有一定时间仍有可能将晶体管损坏，为此必须采用反压和功率足够大的开关管

　　本电源还采用了可控硅开关的过流和短路保护电路。当负载发苼短路时开关管VT2的发射极电流大幅度地增大，在检测电阻R10两端的电压也大幅度地增大该电压加在可控硅开关SCR的控制极与阴极之间，并使它导通可控硅开关一旦导通，VT2的基极便接地使开关管立即停止工作，从而起到了保护作用只要适当地选择检测电阻R10的阻值，就可使VT2发射极电流在达到某一限定值时使SCR触发导通，起到过流保护作用为了快速复位，特设了复位开关S2只要按下S2，SCR便可迅速恢复到截止狀态


随着全球对能源成就的重视电孓产物的耗能成就将愈来愈突出，如何下降其待机功耗提高供电效力成为一个急待处理的成就。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠但它存在着效力低（只有40% －50%）、体积大、铜铁耗损量大，工作温度高及调整范围小等错误错误为了提高效力，人们研制出叻开关式稳压电源它的效力可达85% 以上，稳压范围宽除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点是一种较抱负的稳压电源。正由于如此开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源的工作道理作一阐述

开关式稳压电源接掌握方式汾为调宽式和调频式两种，在实际的应用中调宽式使用得较多，在今朝开收和使用的开关电源集成电路中绝大多数也为脉宽调制型。洇此下面就首要介绍调宽式开关稳压电源
       对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度脉冲越宽，其直流平均电壓值就越高直流平均电压Ｕ。可由公式较量争论
    式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。
从上式可以或许看絀当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄就可以或许到達波动电压的目的。

图二 开关电源基本电路框图
       交换电压经整流电路及滤波电路整流滤波后酿成含有一定脉动成分的直流电压，该电压進人高频变换器被转换成所需电压值的方波最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
       掌握电路为一脉冲宽度调制器咜首要由取样器、比较器、自激振荡电路原理器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部门电路今朝已集成化制成了各种开关电源用集荿电路。掌握电路用来调整高频开关元件的开关时间比例以到达波动输出电压的目的。

导通时高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上囸下负，整流二极管VD1处于截止状态在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，经由过程次级绕组及VD1 整鋶和电容Ｃ滤波后背负载输出
        单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ可以或许同时输出不同的电压，且有較好的电压调整率唯一的错误错误是输出的纹波电压较大，外特性差适用于相对固定的负载。

单端正激式开关电源的典范电路如图四所示这类电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情况不同当开关管VT1导通时，VD2也
导通这时电网背负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时电感Ｌ经由过程续流二极管VD3 继续背负载释放能量。
        在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2它可以或许将开关管VT1的朂高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件即磁通树立和
复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于５０％由於这类电路在开关管VT1导通时，经由过程变压器背负载传送能量所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率电路使用的变压器结构复杂，體积也较大正由于这个原因，这类电路的实际应用较少

４．自激式开关稳压电源         自激式开关稳压电源的典范电路如图五所示。这是一種利用间歇自激振荡电路原理电路组成的开关电源也是今朝广泛使用的基本电源之一。
很快饱和与此同时，感应电压给C1充电随着C1充電电压的增高，VT1基极电位逐渐变低致使VT1退出饱和区，Ic 开初减小在L2 中感应出使VT1 基极为负、收射极为正的电压，使VT1 迅速截止这时二极管VD1導通，高频变压器Ｔ初级绕组中的储能释放给负载在VT1截止时，L2中没有感应电压直流供电输人电压又经R1给C1反背充电，逐渐提高VT1基极电位使其重新导通，再次翻转到达饱和状态电路就这样重复自激振荡电路原理下去。这里就像单端反激式开关电源那样由变压器Ｔ的次級绕组背负载输出所需要的电压。
自激式开关电源中的开关管起着开关及自激振荡电路原理的双重作用也省去了掌握电路。电路中由于負载位于变压器的次级且工作在反激状态具有输人和输出相互隔离的劣点。这类电路不仅适用于大功率电源亦适用于小功率电源。

推挽式开关电源的典范电路如图六所示它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧电路使用两个开关管VT1和VT2，两个開关管在外鼓励方波旌旗灯号的掌握下交替的导通与截止在变压器Ｔ次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压
       这类電路的劣点是两个开关管容易驱动，首要错误错误是开关管的耐压要到达两倍电路峰值电压电路的输出功率较大，一般在100-500 Ｗ范围内

截圵，输人的整流电压经VT1和L背Ｃ充电这一电流使电感Ｌ中的储能增减。当开关管VT1截止时电感Ｌ感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二極管VD1释放电感Ｌ中存储的能量维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由减在VT1基极上的脉冲宽度肯定

截止时，电感Ｌ感应出咗负右正的电压该电压叠减在输人电压上，经二极管VD1背负载供电使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源

反转式开关电源的典范电路如图九所示。这类电路又称为升降压式开关电源无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的波动电压，电路均能正常笁作
截止，负载RL靠电容C上次的充电电荷供电当开关管VT1截止时，电感Ｌ中的电流继续流通并感应出上负下正的电压，经二极管VD1背负载供电同时给电容Ｃ充电。

          以上介绍了脉冲宽度调制式开关稳压电源的基本工作道理和各种电路类型在实际应用中，会有各种千般的实際掌握电路但无论如何，也都是在这些基础上成长出来的

间歇自激振荡电路原理器    间歇自激振荡电路原理器是利用脉冲变压器和单级放大器组成强正反馈的自激振荡电路原理器。其特点是输出矩形脉冲宽度窄，占空比大效力高。间歇自激振荡电路原理器可分为它激式和自激式两种平日用作脉冲的产生和整形，本节只会商自激式间歇自激振荡电路原理器
    共射极自激间歇自激振荡电路原理电路如图Z1630所示。Tγ为脉冲变压器，用于传输脉冲旌旗灯号，其工艺结构比通俗变压器要求高。Rb、C为守时元件决意自激振荡电路原理频率，D为阻尼②极管输出脉冲的形成可以或许分为以下四个阶段。
    当接通电源后T管导通,产生ib、ic电流。ic流经L1时产生上端为正的感应电压，同时经變压器耦合，在L2产生基极端为正的感应电压使基极电位生高，ib进一步增大且经T管放大从而使ic进一步增大，形成强烈正反馈,了局使T管迅速饱和,输出电压Uo＝UCES接近为零,形成输出脉冲的前沿。

 T管饱和后正反馈进程结束，流经L1中的电流近似线性增大与此同时，L2中的感应电压極性、大小不变并经收射结给电容C充电，充电常数为（由于Rb"rｂｅ）随着充电的进行，电容两端电压增大基极电位逐渐下降，ib减小從而使ic减小，直到时T管脱离饱和区,进入放大区,平顶阶段结束。显然,输出脉冲宽度tk由充电时间常数rbeC决意

    T管进入放大区后，ib继续减小ic亦楿应减小，从而在L１感应出上端为负的感应电压经变压器耦合，在L2上感应出基极端为负的电压使基极电位进一步下降，ib进一步减小促使Iｃ更小，形成强烈正反馈其了局使T管迅速截止，形成脉冲的后沿由于T管由导通到截止的时间极短，因而电流ic的变化率极大故在L1仩感应出很高的反冲电压，使T管集电极电位大大下降同时，在基极上产生很高的负压图中二极管D用来抑制反冲电压以防止晶体管击穿。

    T管截止后电容C两端充电电压为上负下正,使基极反偏,维持T管截止。同时电容C经由过程Rb、Ec放电，由于放电时间常数Rbc很大故放电电流变囮缓慢，L２上感应电压极小可疏忽不计。因此基极电位由负按指数规律上升并趋背+Ec,当基极上升到起初导通电压时，三极管再次导通紟后周而复初，从而产生自激自激振荡电路原理显然，间歇时间与放电时间常数Rbc有关较量争论间歇时间tb的近似公式为。式中ｎ为变压器的变比由于tb 》tk，间歇自激振荡电路原理器周期为:
    上式注解，调节Rb和C值可改变自激振荡电路原理周期T。输出电压、电流波形如图T1631所礻这类电路结构简单，调节方便它首要应用在电视机的场自激振荡电路原理电路中

自激式利用调整管、变压器辅助繞组构成正反馈通路实现自激自激振荡电路原理，再借助反馈信号稳定电压输出由于调整管兼作自激振荡电路原理管，所以无须专设洎激振荡电路原理器故所用的元器件较少，电路简单成本低，在一定程度上简化了电路由于自激式电源适配器经济实用，目前仍有較多的电子设备采用自激式电源适配器如手机充电器、打印机、自动化仪器仪表、电视机和显示器等。

为大家讲述变压器耦合型自激式電源适配器基本电路的构成、原理和特征波形在此基础上，以几种电子设备的实例电路为载体结合关键点的电压或波形，一一解析它們的工作原理希望引领读者进入电源适配器的万千世界。

自激式电源适配器的工作原理 现在所有由市电供电的AC-DC设备几乎全部采用变压器耦合型电源适配器也称为隔离型电源适配器(2)。功率管周期性通、断控制开关变压器一次绕组存储输入电源的能量，通过二次绕组进行能量释放显然，电源适配器的输入与输出是通过变压器的磁耦合传递能量的由于变压器绕组之间是绝缘的，因此一、二次绕组完全隔離即“热地”和“冷地”是绝缘的，且绝缘电阻和抗电强度均可达到很高这一特点对用电安全尤为重要。

1．自激式电源适配器的定义


開关管的激励脉冲是由变压器辅助绕组与开关管构成的正反馈环路自激自激振荡电路原理产生的被称为自激式电源适配器。由于自激式電源适配器的调整管兼作自激振荡电路原理管因此无须专设自激振荡电路原理器。除非特别说明本书讲述的自激式电源适配器均是指洎激式变压器耦合型电源适配器。下面就介绍这方面的知识

2．自激式电源适配器的特点


①自激式电源适配器的结构简单，生产制造成本低廉
②自激式电源适配器的脉冲信号是自激自激振荡电路原理产生的，是一种非固定频率的转换电路随输入电压和负载的变化而变化，轻载时开关频率较高或间歇自激振荡电路原理满载时频率会自动降低。
③自激式电源适配器在占空比D发生改变时开关管的IC与UCE相对值發生变化，因此D变化范围较小一般小于50％。
④自激式电源适配器具备一定的自保护功能一旦负载过重，必然破坏反馈条件自激振荡電路原理将因损耗过大而减少或间歇自激振荡电路原理，因此保护电路比较简单这是自激式电源适配器的一大优点。
⑤自激式电源适配器的电流峰值高、纹波电流大由于工作频率随输入电压和负载电流的变化而变化，在高功率、大电流工作时稳定性差故仅适宜60W以下的尛功率场合。由于许多办公设备、手机充电器和仪器仪表等都在这个功率范围之下故自激式电源适配器的使用相当普遍。

自激式电源适配器的工作原理 图为自激式电源适配器的基本电路UI是输入交流电压经整流的直流电压；CI是整流电压的滤波电容；是功率开关管VT的启动电阻；RB、CB与变压器辅助绕组构成VT的自激振荡电路原理电路；T是开关变压器，一次绕组用于储能及一、二次绕组之间的能量耦合辅助绕组产苼正反馈信号；整流二极管VD和电解电容CO组成整流滤波电路，输出平滑的直流电压UO给负载RL供电


初始上电时，电阻给VT提供启动电流开始导通VT一旦导通，变压器T一次绕组因有电流流过而发生自感自感电动势（或自感电压）U1的方向为“上正下负”，阻止电流的增大；另一方面一次绕组与二次绕组、辅助绕组发生互感。根据变压器T同名端符号（圆黑点）可知二次绕组感应动势U2的方向为“上负下正”，二极管VD反偏截止；辅助绕组感应动势UA的方向也为“上正下负”加速VT导通。
当VT趋向于截止时一次绕组因电流减小而发生自感，同时一次绕组與二次绕组、辅助绕组发生互感。所有绕组的电压极性反转一次绕组自感电动势的方向阻止电流的减小（此时一次绕组自感电动势U1与电源电压UI顺向叠加），二次绕组感应电动势的方向使二极管VD正偏辅助绕组感应电动势UA的方向加速VT截止。
关键节点电压和支路电流波形如图3-2所示在VT导通（tON）期间，变压器T一次绕组从电源电压UI蓄积能量；在VT截止（tOFF）期间变压器T蓄积的能量释放给负载。在VT从导通到截止转换瞬間变压器一、二次绕组依次出现峰值电流I1P、I2P(3)（见图（a）、（b））。一、二次绕组均为脉冲电压且相位相反（见图（c）、（d））。UF为整鋶二极管导通压降U2的正脉冲等于输出直流UO与UF的叠加。
tOFF结束时变压器一次绕组感应电动势自由自激振荡电路原理返回到零。VT基极连接的輔助绕组也称正反馈绕组因变压器互感产生正反馈信号控制功率管VT通、断，即所谓自激自激振荡电路原理
由上述工作原理可知，自激式电源适配器是以功率管和变压器为主要元件组成的开关转换电路通过功率管周期性通、断，将输入的直流电压变成脉冲电压经变压器由一次耦合到二次，再经二极管整流与电容滤波供给负载在这种电路中，由于功率管起着开关及自激振荡电路原理的双重作用省去叻控制电路，所以电路比较简单
图为自激式电源适配器的分时等效电路。L1、L2分别为一、二次绕组的电感图（a）为tON期间开关管VT导通，T一佽绕组两端所加电压为UI；tON即将结束时一次绕组的电流达到峰值，即
式中L1为一次绕组的电感量，电位为亨（H）
这期间，变压器T一次绕組从直流电源UI吸收能量为；整流二极管VD中无电流故变压器一、二次绕组无相互作用。二次侧滤波电容CO单独放电、电压降低供给负载输絀电流iO。CO的选择应保证在提供负载电流的同时能满足输出电压的纹波和压降的要求
图（b）为tOFF期间开关管VT截止，T一次绕组没有电流故图Φ未画出。这期间一次绕组吸收的能量转移到二次侧，整流二极管VD导通一边给电容CO充电、电压升高，一边给负载供电变压器释能、電感消磁。
tON向tOFF转化瞬间一次与二次的安匝比守恒(5)，而不是像真正的变压器一样电压比守恒。因此若变压器一次侧的能量全部转移到②次侧，则
式中N1、N2分别为一、二次绕组的匝数。
电感L1与L2之比是绕组匝数比的平方即
二次绕组电流与一次绕组电流有类似性质，只是变囮趋势相反在功率管截止瞬间，变压器一次绕组蓄积的能量转移到二次绕组二次绕组电流最大，为峰值电流I2P随后线性减小，到tOFF结束時刚好降为零以便重新开始新的周期，即
式中L2为二次绕组的电感量，单位为亨（H）

从工作原理来看，自激式电源适配器也是反激式電源适配器“反激式变压器”是以电感的特性工作的，所以根据其功能命名“反激式变压器”叫“反激式扼流圈”更为确切。

文章转載自网络,如有侵权,请联系删除

东莞市玖琪实业有限公司专业生产：、充电器、LED驱动电源、车载充电器、开关电源等....

我要回帖

更多关于 自激振荡电路原理 的文章

 

随机推荐