文档介绍：· 62 · 煤矿自动化 1999 年第 4 期
一种简易型开关电源的设计
张金波徐晓龙王晓燕王爱兵

河海大学常州分校信息学院(常州 213022) 兖矿集团常州科研所(常州 213002)
TN86
摘要介绍一种简易型单管自激式开关电源的工作原理、特点和应用范围,并结合实际按给定参数进行
设计。
主题词开关电源原理参数设计
1 引言 2 主要技术参数
开关电源是一种利用变频开关功率器件并通过输入电压 AC220V
变换技术而制成的直流稳压电源。它具有体积小、输入电压变动范围 AC176~264V
重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性输入频率 50Hz
强、输出电压保持时间长、有利于计算机信息保护等输出Ⅰ DC ± 12V ,1A
优点,因而广泛应用于以电子计算机为主导的各种输出Ⅱ DC5V ,3A
终端设备、通信设备,是当今电子信息产业飞速发展两组输出功率 12 × 1 × 2 + 5 × 3 = 39W
不可缺少的一种电源。
3 工作原理
本文结合实例,介绍对单管自激式变换器开关
电源的设计。单管自激式变换器开关电源电路如图 1 所示。
图 1 开关电源原理图
它由整流滤波电路、主开关电路、浪涌电压吸收
4 开关电源的设计
电路、电压检测电路和次级整流滤波电路等组成。
其工作原理是:交流输入电压经过整流滤波电路变 4. 1 输入直流电压 V 1
成直流电压,再被开关功率管斩波和高频变压器降交流输入电压在 220 ± 20 %范围内变化时,经
压,经过次级整流滤波电路整流滤波获得所需直流全波整流滤波后的直流输入电压 V 1min = 240V ,
输出电压。 V 1max = 360V 。
控制电路中,光电耦合器 4N35 及 Q2 、Q3 、Q4 等 4. 2 确定占空比α及频率 f
对输出起反馈作用,以调整占空比,达到稳压的目 1
开关功率管 V ∝,对于单管自激式变换
的。 DS 1 - α
器,α取 0. 3~0. 5 是合适的设计值,取α= 0. 5 。
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一种简易型开关电源的设计·张金波徐晓龙王晓燕等· 72 ·
振荡频率低于 25 kHz 会有噪声, 可取 f = 表 1 变压器线圈的电流
30kHz。电流峰值 Ip (A) 有效值 Irms(A)
4. 3 一次电流峰值 i1p及一次电感 L 1 I1 0. 81 0. 33
当输入电压最低,输出电流 I01 、I02为过电流保 I2 4 1. 63
护设定点( I01 、I02 的 120 %) 时, i1p 最大, f 最小,这 I3 12 4. 9
时 p2 = 2 V 2 I2 + V 3 I3 = 52. 8W ,设η= 90 % ,则 i1p
现确定开关功率管的栅极线圈匝数即
2 p2 Q1 N G ,
= = 0. 98A ,还可计算出 Ton =αT = 16. 7μs ,
ηV 1min 使输入电压 V 1 最低时,栅极电路电压 V G 也需要
这样