兩列典型的開關電源電路分析

　　自激式開關電源電路

　　電磁爐采用的并聯型自激式開關電源多采用分離元件構成，如圖6-38所示。

　?。?）功率變換電路

　　功率變換電路的核心元器件是整流堆DB、濾波電容C1、開關管VT1、開關變壓器T、啟動電阻R2、正反饋元件C2和R4。

　　市電電壓通過限流電阻R1限流，再經整流堆DB橋式整流、C1濾波產生300V直流電壓。300V電壓一路通過T的一次繞組P1為VT1供電，另一路通過啟動電阻R2限流后為VT1的基極提供啟動電壓，使VT1導通，它的集電極電流使P1繞組產生上正、下負的電動勢，正反饋繞組P2感應出上正、下負的脈沖電壓，P3、P4繞組感應出下正、上負的電動勢，因VD2、VD3反偏截止，所以能量存儲在T內部。同時，P2繞組產生的脈沖電壓通過R4、C2、VT1構成回路，使VT1因正反饋雪崩過程迅速進入飽和導通狀態。VT1飽和導通后，它的集電極電流不再增大，因電感中的電流不能突變，所以P1繞組產生反相的電動勢，P2～P4繞組相應產生反相的電動勢。P2繞組產生的電動勢通過R4、C2使VT1迅速進入截止狀態。VT1截止后，T存儲的能量經整流、濾波后向負載釋放，隨著T存儲的能量釋放到一定的時候，T各個繞組產生反相電動勢，于是P2繞組產生的脈沖電壓經R4、C2再次使VT1進入飽和導通狀態，形成自激振蕩。

　　開關電源進入自激狀態后，P3輸出的脈沖電壓經VD2整流、C4濾波，產生12V直流電壓，該電壓除了為它的負載供電，還經三端穩壓器IC（LM7805）穩壓、C5濾波獲得5V直流電壓，為它的負載供電。P4繞組輸出的脈沖電壓經VD3整流、C7濾波，產生18V直流電壓，為它的負載供電。

　　由于開關變壓器T是感性元件，所以VT1截止瞬間，T的P1繞組會在VT1的集電極上產生較高的脈沖電壓，該脈沖電壓的尖峰值較大，容易導致VT1過電壓損壞。為了避免這種危害，在P1繞組兩端并聯VD4、R6、C6組成的尖峰脈沖吸收回路。該電路在VT1截止瞬間將尖峰脈沖有效吸收，從而避免了VT1因過電壓損壞。

　?。?）穩壓控制電路

　　穩壓控制電路的核心元器件是開關變壓器T、整流管VD1、濾波電容C3和穩壓管VZ。

　　當市電電壓升高或負載變輕，引起開關變壓器T各個繞組產生的脈沖電壓升高時，繞組P2升高的脈沖電壓經VD1整流、濾波電容C3濾波獲得的取樣電壓（負壓）相應升高，使穩壓管VZ擊穿導通程度加強，為開關管VT1的基極提供負電壓，VT1提前截止，T因VT1導通時間縮短而存儲能量下降，使開關電源輸出電壓下降到正常值，實現穩壓控制。反之，穩壓控制過程相反。

　?。?）過電流保護電路

　　過電流保護電路的核心元器件是整流堆取樣電阻R3、放大管VT2。

　　負載異常導致開關管VT1過電流時，在取樣電阻R3兩端產生的壓降增大。R3兩端產生的壓降超過0.7V后，經R5限流使VT2導通，致使VT1截止，以免VT1過電流損壞，實現過電流保護。

　　他激式開關電源電路

　　他激式開關電源的開關管不參與振蕩，振蕩脈沖由單獨的振蕩電路形成，所以開關電源的效率更高、穩定性更好。因此，他激式開關電源得到了廣泛的應用。VIPer12A構成的典型并聯型開關電源電路如圖6-39所示。

　　1）功率變換電路

　　功率變換電路的核心元器件是電源模塊VIPer12A，開關變壓器T，整流管VD3、VD4，濾波電容C4、C3。

　　300V電壓經R1限流，再經C1濾波后，通過T的初級繞組P1加到IC1（VIPer12A）的供電端⑤～⑧腳，該電壓不僅加到開關管的D極為它供電，而且通過高壓電流源對④腳外接的濾波電容C2充電。當C2兩端建立的電壓達到14.5V后，IC1內的60kHz脈寬調制器等電路開始工作，由該電路產生的激勵脈沖使開關管工作在開關狀態。開關管導通后，C1兩端的300V電壓通過P1繞組、開關管到地構成回路，使P1產生上正、下負的電動勢，P2、P3繞組被感應出下正、上負的電動勢，由于VD1、VD2反偏截止，所以能量存儲在T內部。開關管截止后，T各個繞組的電動勢反相，于是P2繞組輸出的脈沖電壓通過VD1整流、C3濾波產生18V左右電壓，一路通過VD2取代啟動電路為IC1內部的控制部分供電，另一路為功率管驅動電路、風扇電動機、振蕩器等電路供電。P3繞組輸出的脈沖電壓經VD3整流、C4濾波產生8V左右電壓，再通過R4限流、C5濾波后，為5V穩壓器IC2供電，由它穩壓輸出5V電壓。5V電壓經C6濾波后為微處理器、操作顯示、指示燈等電路供電。

　　2）穩壓控制電路

　　穩壓控制電路的核心元器件是電源模塊VIPer12A、穩壓管VZ、開關變壓器T、整流管VD1、濾波電容C3。

　　當市電電壓升高或負載變輕引起開關電源輸出電壓升高時，C3兩端升高的電壓使VZ擊穿導通程度加強，經R2為IC1③腳提供的誤差電壓升高，被IC1內部電路處理后，使開關管導通時間縮短，T存儲的能量下降，開關電源輸出電壓下降到正常值。反之，穩壓控制過程相反。因此，通過該電路的控制可保證開關電源輸出電壓不受市電高低和負載輕重的影響，實現穩壓控制。

　　3）欠電壓保護

　　當VD2或C2擊穿使C2兩端在開機瞬間不能建立14.5V以上的電壓時，IC1內部的電路不能啟動;若VD1、VD2開路或T異常為C2兩端提供的電壓低于8V時，IC1內的欠電壓保護電路動作，避免了開關管因激勵不足而損壞。另外，IC1內部還設置了過電壓、過電流和過熱保護電路。