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  • 12V開關(guān)電源電路圖和原理分析詳解
    • 發(fā)布時間:2022-06-11 15:22:46
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    12V開關(guān)電源電路圖和原理分析詳解
    12v開關(guān)電源其實是能夠有效地維持輸出電壓穩(wěn)定的一種電源。
    那么如果開關(guān)電源的電壓不穩(wěn)定將會影響到設(shè)備的正常運行,我們要怎么把電壓調(diào)到適合的位置,12v開關(guān)電源怎么調(diào)電壓,我們可以先看下12v開關(guān)電源電路圖講解,這樣就會明白12v開關(guān)電源怎么調(diào)電壓,一起學習吧!
    主電路的拓撲結(jié)構(gòu)
    鑒于如此大功率的輸出,高頻逆變部分采用以IGBT為功率開關(guān)器件的全橋拓撲結(jié)構(gòu),整個主電路如圖1所示,包括:工頻三相交流電輸入、二極管整流橋、EMI濾波器、濾波電感電容、高頻全橋逆變器、高頻變壓器、輸出整流環(huán)節(jié)、輸出LC濾波器等
    隔直電容Cb是用來平衡變壓器伏秒值,防止偏磁的。考慮到效率的問題,諧振電感LS只利用了變壓器本身的漏感。因為如果該電感太大,將會導致過高的關(guān)斷電壓尖峰,這對開關(guān)管極為不利,同時也會增大關(guān)斷損耗。
    另一方面,還會造成嚴重的占空比丟失,引起開關(guān)器件的電流峰值增高,使得系統(tǒng)的性能降低。
    12V開關(guān)電源電路圖
    控制電路的設(shè)計
    由于在本電源中使用的開關(guān)元件的過載承受能力有限,必須對輸出電流進行限制,因此,控制電路采用電壓電流雙環(huán)結(jié)構(gòu)(內(nèi)環(huán)為電流環(huán),外環(huán)為電壓環(huán)),調(diào)節(jié)器均為PID。
    圖8為控制電路的原理框圖。加入電流內(nèi)環(huán)后,不僅可以對輸出電流加以限制,并且可以提高輸出的動態(tài)響應(yīng),有利于減小輸出電壓的紋波。
    在實際的控制電路中采用了穩(wěn)壓、穩(wěn)流自動轉(zhuǎn)換方式。圖9為穩(wěn)壓穩(wěn)流自動轉(zhuǎn)換電路。
    開關(guān)電源原理是:穩(wěn)流工作時,電壓環(huán)飽和,電壓環(huán)輸出大于電流給定,從而電壓環(huán)不起作用,只有電流環(huán)工作;
    在穩(wěn)壓工作時,電壓環(huán)退飽和,電流給定大于電壓環(huán)的輸出,電流給定運算放大器飽和,電流給定不起作用,電壓環(huán)及電流環(huán)同時工作,此時的控制器為雙環(huán)結(jié)構(gòu)。
    這種控制方式使得輸出電壓、輸出電流均限制在給定范圍內(nèi),具體的工作方式由給定電壓、給定電流及負載三者決定。
    12V開關(guān)電源電路圖
    由于本電源的容量為60kW,為了提高效率、減小體積、提高可靠性,因此,采用軟開關(guān)技術(shù)。
    高頻全橋逆變器的控制方式為移相FB-ZVS控制方式它利用變壓器的漏感及管子的寄生電容諧振來實現(xiàn)ZVS。
    控制芯片采用Unitrode公司生產(chǎn)的UC3875N。通過移相控制,超前橋臂在全負載范圍內(nèi)實現(xiàn)了零電壓軟開關(guān),滯后橋臂在75%以上的負載范圍內(nèi)實現(xiàn)了零電壓軟開關(guān)。
    圖2為滯后橋臂IGBT的驅(qū)動電壓和集射極電壓波形,可以看出實現(xiàn)了零電壓開通。
    12v開關(guān)電源電路圖講解
    12V開關(guān)電源電路圖
    1、市電經(jīng)D1整流及C1濾波后得到約300V的直流電壓加在變壓器的①腳(L1的上端),同時此電壓經(jīng)R1給V1加上偏置后后使其微微導通,有電流流過L1,同時反饋線圈L2的上端(變壓器的③腳)形成正電壓,
    此電壓經(jīng)C4、R3反饋給V1,使其更導通,乃至飽和,最后隨反饋電流的減小,V1迅速退出飽和并截止,如此循環(huán)形成振蕩,在次級線圈L3上感應(yīng)出所需的輸出電壓。
    2、L2是反饋線圈,同時也與D4、D3、C3一起組成穩(wěn)壓電路。
    當線圈L3經(jīng)D6整流后在C5上的電壓升高后,同時也表現(xiàn)為L2經(jīng)D4整流后在C3負極上的電壓更低,當?shù)椭良s為穩(wěn)壓管D3(9V)的穩(wěn)壓值時D3導通,使V1有基極短路到地,關(guān)斷V1,最終使輸出電壓降低。
    3、電路中R4、D5、V2組成過流保護電路。當某些原因引起V1的工作電流大太時,R4上產(chǎn)生的電壓互感器經(jīng)D5加至V2基極,V2導通,V1基極電壓下降,使V1電流減小。
    D3的穩(wěn)壓值理論為9V+0.5~0.7V,在實際應(yīng)用時,若要改變輸出電壓,只要更換不同穩(wěn)壓值的D3即可,穩(wěn)壓值越小,輸出電壓越低,反之則越高。
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