9個開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目

今天給大家分享開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目，主要是以下9 個開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目：

1、三段式鉛酸電池充電器控制電路

2、單顆 TL431 限流恒壓控制方法

3、一種低壓氙氣燈電源啟動電路

4、波形比較理想的變壓器隔離驅(qū)動電路

5、偏小變壓器反激開關(guān)電源設(shè)計(jì)

6、反激雙路輸出相對穩(wěn)定的電路

7、正負(fù)輸出電源欠壓式短路電壓保護(hù)控制電路

8、LED 輸出端限流穩(wěn)壓 PWM 調(diào)光控制

9、帶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?0W LED驅(qū)動電路

一、簡單的三段式鉛酸電池充電器控制電路

下圖為一種簡單的三段式鉛酸電池充電控制電路圖：

三段式鉛酸電池充電控制電路（點(diǎn)擊可放大）

下圖也是一種簡單的三段式鉛酸電池充電器控制電路：

三段式鉛酸電池充電控制電路（點(diǎn)擊可放大）

三段式鉛酸電池充電控制電路（點(diǎn)擊可放大）

下面為 12V/4A 簡單的三段式充電器的 PCB 圖（沒有繼電器的設(shè)計(jì)）。

三段式鉛酸電池充電器控制電路PCB圖（點(diǎn)擊可放大）

二、簡單的單顆 TL431限流恒壓控制方法

當(dāng)電流增大時 TL431-1 的電位被抬高，從而起到現(xiàn)在電流的功能，因?yàn)?R3 的存在對輸出電壓進(jìn)行了補(bǔ)償，所以基本上可以做到限流穩(wěn)壓功能為一體，具有相對的成本優(yōu)勢。

單顆 TL431限流恒壓控制方法（點(diǎn)擊可放大）

三、一種低壓氙氣燈電源啟動電路

此電路是一個限制輸出功率的半橋電路，利用電容限制電流的方法。（調(diào)節(jié) VR2 可以得到不同的啟動電壓值，調(diào)節(jié) VR1 可以得到不同的輸出電流來匹配不同的低壓氙氣燈的搭配）。

輸出兩個繞組，第一個是能夠提供 27V30A 的主繞組，第二個是能夠提供 140V 啟動電壓，經(jīng)過串聯(lián)在整流二極管前面的電容來限制啟動機(jī)電流 <0.5A 電流的。

當(dāng)開機(jī)時輸出電壓根據(jù)輔助繞組的反饋電壓，開環(huán)狀態(tài)啟動繞組電壓被限制到140V左右，氙氣燈在高達(dá)140V電壓立即啟動后，由于高壓繞組的串聯(lián)電容存在，這個電流無法高起來。而一旦氙氣燈啟動，此電壓被迫同步拉低到主繞組電壓27V左右，因?yàn)榍岸嘶ジ衅?a target="_blank">電流采樣使得輸出功率受限制，所以27V的電壓不會被抬高。

低壓氙氣燈電源啟動電路（點(diǎn)擊可放大）

因?yàn)榇?lián)電容限制電流達(dá)到同步啟動的方法使得電路必須工作在固定頻率下，而輸入電壓范圍也不能偏差太高。一般在5%范圍內(nèi)變化不會影響氙氣燈的正常工作。

此電路的特點(diǎn)就是有效解決同步啟動的問題，實(shí)現(xiàn)自然同步比軟件控制更為可靠。

氙氣燈的啟動特點(diǎn)就是要求必須完全同步，如果電壓低就無法啟動。但一旦啟動后電流就必須在電流上來的同時電壓要降低到24V-28V，過高就會出現(xiàn)燈管爆炸的危險，電流低于25A就會熄滅。而熄滅后不能立即重新啟動，應(yīng)用這一方法得以有效且低成本的滿足要求。

四、一種波形比較理想的變壓器隔離驅(qū)動電路

一種波形比較理想的變壓器隔離驅(qū)動電路，電路圖如下所示：

變壓器隔離驅(qū)動電路（點(diǎn)擊可以放大）

波形比較理想的變壓器隔離驅(qū)動應(yīng)用實(shí)例：

波形比較理想的變壓器隔離驅(qū)動應(yīng)用

五、偏小變壓器反激開關(guān)電源設(shè)計(jì)

下圖為偏小變壓器反激開關(guān)電源設(shè)計(jì)案例電路圖，下圖案例中EC-2828 變壓器全電壓輸入，輸出功率 60W 。

對于偏小磁芯變壓器的設(shè)計(jì)：主要有磁芯Ae面積偏小的問題，將會帶來初級圈數(shù)偏多的現(xiàn)象?？梢赃m當(dāng)提高工作頻率。

下圖案例中，電路工作頻率在70KHz-75KHz，由于圈數(shù)偏多初次級的耦合將會更有利。所以VCC繞組電壓在短路瞬間會上沖到比較高的狀態(tài)，本案例原理圖上有可控硅做過壓保護(hù)功能，而后因?yàn)榇渭壚@組的短路耦合到VCC繞組使其電壓降低到IC不能啟動這個過程是可以實(shí)現(xiàn)的。

要做到以上特性：VCC繞組線徑必須要小，個人一般取0.17mm以下，小于0.12會很容易斷。這樣小的線徑談不上節(jié)約銅材，但是可以利用銅線的阻抗來代替很多設(shè)計(jì)人員習(xí)慣在VCC整流二極管上串聯(lián)小阻值電阻的功能，而且這個利用線圈本身的阻抗對交流的抑制能力在本案例當(dāng)中更有效，可以防止瞬間沖擊而損壞后級電路的功效。

偏小變壓器反激開關(guān)電源設(shè)計(jì)案例電路圖

初級與次級主繞組必須是最近相鄰的繞組，這樣耦合會更有利。

開關(guān)電源在 MOSFET-D 端點(diǎn)工作時候產(chǎn)生的干擾是最大的（也是 RCD 吸收端與變壓器相連的端點(diǎn)），在變壓器繞制時建議將它繞在變壓器的第一個繞組，并作為起點(diǎn)端，讓它藏在變壓器最里層，這樣后面繞組銅線的屏蔽是有較好抑制干擾效果的。

VCC 繞組在計(jì)算其圈數(shù)時盡量的在 IC 最低工作電壓乘以 1.1 倍作為誤差值，不用考慮銅線的壓降，因?yàn)閱忧半娏魇欠浅Ｐ〉?，所以這個電阻并沒有多少影響，幾乎可以忽略不計(jì)。

而在電路未啟動之前，由于高壓端啟動電阻的充電，可以將 VCC 上電容上的電壓充到 IC 啟動的電壓，一旦電路有問題，一下啟動不了 VCC，由于繞組電壓的預(yù)設(shè)值偏低。電路也是不會啟動的，一般表現(xiàn)為嗝狀態(tài)。

為何要按照 IC 的工作電壓低端取值？因?yàn)榇渭壚@組是與初級繞組相鄰繞制的，耦合效果相對而言是最好的。我們做短路試驗(yàn)也是做次級的輸出短路，因?yàn)轳詈闲Ч?，次級短路時 VCC 在經(jīng)過短暫的上沖后會快速降低，降到IC的關(guān)閉電壓時電路得到最好的保護(hù)。需要注意這個電壓需要高于MOSFET飽和導(dǎo)通1V以上，避免驅(qū)動不足。

還有利于降低IC本身的功耗，是否可以提高 IC 的壽命無法驗(yàn)證，但穩(wěn)定性應(yīng)該更高。

下圖為偏小變壓器反激開關(guān)電源設(shè)計(jì)案例電路 pcb 圖。

偏小變壓器反激開關(guān)電源設(shè)計(jì)案例電路 pcb 圖

六、一種反激雙路輸出相對穩(wěn)定的解決方案

下圖電路一般應(yīng)用于小功率電源，為了確保兩個繞組的交叉調(diào)整率更好，我們需要注意一些問題。

雙路反激輸出電路

在本實(shí)例中，我們設(shè)5V 為采樣反饋端。如果雙路采樣交叉調(diào)整率可能會更差，甚至不能單獨(dú)空載和獨(dú)立帶載問題，但是此方法可以解決這一問題，不過此方法不太適合兩組電壓相差遙遠(yuǎn)的應(yīng)用，會多占用變壓器一個引腳。

反饋光耦供電用 12V 供電，且取樣點(diǎn)在后級濾波電感前面更好。因?yàn)闉V波電感前的波動更快的反映前端 PWM 的調(diào)制狀態(tài)，就算 TL431 的開啟程度是一定的，因?yàn)?12V 的波動可以讓光耦上反饋到的電流有微小的差異，在反饋環(huán)路一定的情況下，這個光耦供電取樣點(diǎn)的選擇更有利于動態(tài)響應(yīng)和調(diào)整率的平衡控制。

12V繞組應(yīng)該放在更接近于初級繞組的地方，這樣更有效的確保12V的電壓變化比例更。

因?yàn)槲覀兎答伈蓸拥氖?V端，所以難控制的是12V的繞組。綜合這些將可以更好地控制這兩個繞組的平衡度。雖然不能做到絕對的好，但是相對來說是有一定參考價值的。

下圖為具有相對穩(wěn)定輸出的雙路反激輸出電路的 PCB 圖。

雙路反激輸出電路PCB圖

上面所述的樣板基本可以控制到 +/-5% 范圍的誤差，屬于可接受的范圍，建議喜歡動手的朋友試一下。

七、應(yīng)用于功放的正負(fù)輸出電源欠壓式短路電壓保護(hù)控制電路

下圖為應(yīng)用于功放的正負(fù)輸出電源欠壓式短路電壓保護(hù)控制電路圖。

功放電源正負(fù)雙輸出電壓保護(hù)

1）由Q1構(gòu)成正電壓欠壓式短路保護(hù)電路

當(dāng)正電壓短路時，電壓降低于穩(wěn)壓二極管加在 Q1 驅(qū)動分壓電阻分壓后讓 Q1 導(dǎo)通，即可送出保護(hù)信號。

2）由Q2構(gòu)成負(fù)電壓欠壓式短路保護(hù)電路

當(dāng)負(fù)電壓短路時，電壓升高至串聯(lián)于 Q2 基極上穩(wěn)壓二極管，使 Q2 截止時，Q2 集電極上的電壓信號經(jīng)過 D2 即可送出保護(hù)信號。

3）Q3是作為保護(hù)的指示燈驅(qū)動電路

這個電路在實(shí)際應(yīng)用中需要做到對供電的 VCC 在正負(fù)電壓從開機(jī)到啟動正常這段過程的延時，否則開機(jī)時就有保護(hù)信號，導(dǎo)致無法正常開機(jī)。如果需要鎖死可以用輸出保護(hù)信號驅(qū)動一個由三極管構(gòu)成的可控硅鎖死電路來實(shí)現(xiàn)。

具有正負(fù)雙輸出電壓保護(hù)的功放電源PCB圖。

具有正負(fù)雙輸出電壓保護(hù)的功放電源PCB圖

八、用 LM358 實(shí)現(xiàn) LED 輸出端限流穩(wěn)壓 PWM 調(diào)光控制

此例應(yīng)用是將 PWM 信號直接加在電流采樣信號上，通過調(diào)節(jié) PWM 的寬度來調(diào)制過電流保護(hù)信號的時間，而起到調(diào)節(jié)限制電流的功能的。

需要注意的事情是 PWM 需要倒相輸入，就是說占空比越小的時候 LED 上施加的電流越大。占空比越大時 LED 電流越小。

LED 輸出端限流穩(wěn)壓 PWM 調(diào)光控制電路圖

九、帶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?0W LED驅(qū)動電路

下圖為帶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?0W LED驅(qū)動電路

帶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?0W LED驅(qū)動電路

帶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?50W LED 驅(qū)動 PCB 圖：

帶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?0W LED驅(qū)動PCB圖