【12v開關電源】12v開關電源電路圖(tu) 12v開關電源原理(li)圖(tu)

12V開關電源電路原理分析

該開關電源屬于小功率開關電源，輸入220V交流(liu)市電(dian)，輸出12V直流電(dian)，最(zui)大輸出電(dian)流1.3A，主要應用于小型設備的供電，比如樓宇監控設備等。其電原理圖如圖1所示。其控制(zhi)核心(xin)器件(jian)為脈寬調(diao)制(zhi)集成電路TL3843P（內含振蕩器、脈寬調制比較器、邏輯控制器，具有過流、欠壓等保護控制功能，最高工作頻率可達500MHz.啟動(dong)電(dian)流僅需ImA）。各引腳功能(neng)如下(xia)：

（1）腳是內部誤差放大器的輸出端，通常與（2）腳之間有反饋網絡，確定誤差放大器的增益。（2）腳是反饋電壓輸入端，作為內部誤差放大器的反相輸入端，與同相輸入端的基準電壓（+2.5V）進行比較，產生誤差控制電壓，控制脈沖寬度。（6）腳過流檢測輸入端，當接人的電壓高于1V時，禁止驅動脈沖的輸(shu)出(chu)。（4）腳為RT/RC定時電阻(zu)和電容的公共接人(ren)端，用于(yu)產生鋸齒(chi)振(zhen)蕩(dang)波(bo)。（5）腳為接地端。（6）腳為脈寬可調脈沖輸出端。（7）腳為工作電壓輸入端（10V>Vi≤30V）。（8）腳為(wei)內(nei)部基準電壓(ya)（VREF=5v）輸出端。

圖1 開關電源原(yuan)理圖

一、輸入與整流電路

220V交流市電(dian)經(jing)O.IA保險管Fl及正溫(wen)度系數熱敏電阻PT1進(jin)入(ru)交(jiao)流輸入(ru)電(dian)路(lu)，交(jiao)流輸入(ru)電(dian)路(lu)由Cl和L構成(cheng)，為一低通濾波器。其主要作用是抗干擾(rao)、抑(yi)制雜波。它既阻止(zhi)市電(dian)(dian)網(wang)中高(gao)頻干擾(rao)脈沖進入開關電(dian)(dian)源電(dian)(dian)路，叉阻止(zhi)開關電(dian)(dian)源產生的(de)高(gao)頻干擾(rao)諧波進入市電(dian)(dian)網(wang)。

經過低通濾波器濾除了高頻雜波的220V交流電，由(you)ED1全橋(qiao)整(zheng)流(liu)。C2濾波(bo)后，在C2兩端(duan)得到約(yue)300V的直流電(dian)壓。該電(dian)壓經開關變壓器初級線圈后作為功(gong)率開關管Ql的工(gong)作電源；經R2到電容C4作為(wei)脈寬調制集成電路TL3843P的啟動(dong)電源。

二、啟動與穩壓電路

經整流濾波的300V電壓：一路經(jing)開關變壓器Tl的1~2繞組加(jia)到功率開關管Ql（K3326）的漏極，另一路經啟動電阻R2加到U1（TL3843）的（7）腳，作為主控制芯片TL3843P的啟動電(dian)源(yuan)。在電(dian)路加電(dian)的瞬間300V通過R2對(dui)C4進行充電，當Ul的(de)（7）腳電壓達到10V以上(shang)時(shi)，Ul的（8）腳輸出5v基準電壓，同時(shi)TL3843P內(nei)部的振蕩電路開始(shi)工作，（6）腳輸出工作脈沖，通過R4驅動開關管01工(gong)(gong)作(zuo)，這時開(kai)關管工(gong)(gong)作(zuo)于開(kai)關狀態。工(gong)(gong)作(zuo)頻率主要由R8和(he)C6決定，本(ben)電路R8為15kΩ。C6為(wei)lOOOpF，其振蕩頻率約llOkHz.在工作(zuo)期間，開關變壓(ya)器Tl的（1）一（2）繞組有高頻脈沖電流流過。由于交流互感的作用，變壓器其他繞組也產生不同電壓的交流電，其中（3）一（4）繞組經R5限流，D2整流，C4濾(lv)波后(hou)得到約12V以上(shang)的直流電(dian)壓加到Ul的（7）腳，保證Ul穩(wen)定可(ke)靠地(di)工作。Tl的（5）一（6）繞組經D3整流(liu)，C12、Ll和(he)Cll組成濾(lv)波網絡(luo)，輸出(chu)作為負載的直流電壓12V.

穩壓電路由精密可調基準電壓集成器件U3（TLA31）、電阻R16、R18、R17、電(dian)位器(qi)R13、電容C13以及光(guang)電耦(ou)合器U2（PC817）組成(cheng)。

輸出的12V電(dian)壓(ya)經R16與電位器R13及電阻(zu)R18分壓后加到U3的（1）腳。當由于某種原因導致輸出12V電壓升(sheng)高時。U3的（1）腳電壓升高，（3）腳的電壓降低，導致光耦合器U2內部發光二極(ji)管的亮(liang)度增強，內部光電(dian)三極(ji)管導通或(huo)飽和(he)導通，將Ul內誤差放(fang)大(da)器的輸出電壓拉(la)低（甚至為Ov），經內部自動控制電路的作用，自動將（6）腳輸出的脈沖寬度調窄，使開關管01的導通時(shi)間(jian)縮短(duan)，從而(er)使電(dian)源輸出的電(dian)壓自動(dong)降低。當輸出12V電壓變低時(shi)，其穩壓過(guo)程與(yu)上述正好(hao)相反(fan)。

與一般電路不同，該電路中由Rll、C8、R7、02、R8、C6組(zu)成的RT/CT振(zhen)蕩(dang)頻率控制電(dian)路，可以在負(fu)載(zai)加重的情況下，使振(zhen)蕩(dang)頻率降(jiang)低，直至停振(zhen)。當(dang)負(fu)載(zai)加重到過載(zai)時。UI的（1）腳平均電位增高，進而使C8正極電(dian)位升高，當C8正(zheng)極電位升(sheng)高到接近4.4V時，02的工作狀(zhuang)態(tai)(tai)由(you)飽和狀(zhuang)態(tai)(tai)向截止狀(zhuang)態(tai)(tai)過(guo)渡(du)，Q2的C極電位降低直(zhi)至02截止(zhi)(zhi)，鋸齒波振蕩電路停(ting)(ting)止(zhi)(zhi)工(gong)作，控(kong)制電路停(ting)(ting)止(zhi)(zhi)輸出(chu)脈沖，從而(er)起到負載短(duan)路保護的作用。

三、保護電路

1、功(gong)率管的保護：該保護電路由(you)Rl、C14、D1、R3組成，接在Tl的（1）-（2）繞組間。由于開關管Ql交替工作(zuo)在飽和(he)導通與截(jie)止狀態(tai)之間，當開關(guan)管由(you)飽和(he)導通變(bian)為截(jie)止狀態(tai)時，在（1）-（2）繞組(zu)之間(jian)會產生(sheng)瞬間(jian)反向(xiang)尖(jian)峰(feng)電(dian)(dian)壓(ya)，如果沒有泄放電(dian)(dian)路(lu)，功(gong)率(lv)管(guan)的漏（D）源（s）極很(hen)可(ke)能會被擊穿。通過該保護電(dian)(dian)路(lu)可(ke)以將反向(xiang)尖(jian)峰(feng)電(dian)(dian)壓(ya)釋放掉(diao)，從而起到保護功(gong)率(lv)管(guan)的作用(yong)。

2、過(guo)流保護：電路(lu)由R12、R10組成(cheng)，當功(gong)率(lv)管的電流突然增(zeng)大時(shi)，電阻R12非對地端電壓升高(gao)，該電壓經R10加到Ul的(de)（3）腳，當電壓高于1V時，內部控制(zhi)電路控制(zhi)（6）腳停止輸出脈沖，使Q1截止。