两列典型的开关电源电路分析

　　自激式开关电源电路

　　电磁炉采用的并联型自激式开关电源多采用分离元件构成，如图6-38所示。

　　

　　（1）功率变换电路

　　功率变换电路的核心元器件是整流堆DB、滤波电容C1、开关管VT1、开关变压器T、启动电阻R2、正反馈元件C2和R4。

　　市电电压通过限流电阻R1限流，再经整流堆DB桥式整流、C1滤波产生300V直流电压。300V电压一路通过T的一次绕组P1为VT1供电，另一路通过启动电阻R2限流后为VT1的基极提供启动电压，使VT1导通，它的集电极电流使P1绕组产生上正、下负的电动势，正反馈绕组P2感应出上正、下负的脉冲电压，P3、P4绕组感应出下正、上负的电动势，因VD2、VD3反偏截止，所以能量存储在T内部。同时，P2绕组产生的脉冲电压通过R4、C2、VT1构成回路，使VT1因正反馈雪崩过程迅速进入饱和导通状态。VT1饱和导通后，它的集电极电流不再增大，因电感中的电流不能突变，所以P1绕组产生反相的电动势，P2～P4绕组相应产生反相的电动势。P2绕组产生的电动势通过R4、C2使VT1迅速进入截止状态。VT1截止后，T存储的能量经整流、滤波后向负载释放，随着T存储的能量释放到一定的时候，T各个绕组产生反相电动势，于是P2绕组产生的脉冲电压经R4、C2再次使VT1进入饱和导通状态，形成自激振荡。

　　开关电源进入自激状态后，P3输出的脉冲电压经VD2整流、C4滤波，产生12V直流电压，该电压除了为它的负载供电，还经三端稳压器IC（LM7805）稳压、C5滤波获得5V直流电压，为它的负载供电。P4绕组输出的脉冲电压经VD3整流、C7滤波，产生18V直流电压，为它的负载供电。

　　由于开关变压器T是感性元件，所以VT1截止瞬间，T的P1绕组会在VT1的集电极上产生较高的脉冲电压，该脉冲电压的尖峰值较大，容易导致VT1过电压损坏。为了避免这种危害，在P1绕组两端并联VD4、R6、C6组成的尖峰脉冲吸收回路。该电路在VT1截止瞬间将尖峰脉冲有效吸收，从而避免了VT1因过电压损坏。

　　（2）稳压控制电路

　　稳压控制电路的核心元器件是开关变压器T、整流管VD1、滤波电容C3和稳压管VZ。

　　当市电电压升高或负载变轻，引起开关变压器T各个绕组产生的脉冲电压升高时，绕组P2升高的脉冲电压经VD1整流、滤波电容C3滤波获得的取样电压（负压）相应升高，使稳压管VZ击穿导通程度加强，为开关管VT1的基极提供负电压，VT1提前截止，T因VT1导通时间缩短而存储能量下降，使开关电源输出电压下降到正常值，实现稳压控制。反之，稳压控制过程相反。

　　（3）过电流保护电路

　　过电流保护电路的核心元器件是整流堆取样电阻R3、放大管VT2。

　　负载异常导致开关管VT1过电流时，在取样电阻R3两端产生的压降增大。R3两端产生的压降超过0.7V后，经R5限流使VT2导通，致使VT1截止，以免VT1过电流损坏，实现过电流保护。

　　他激式开关电源电路

　　他激式开关电源的开关管不参与振荡，振荡脉冲由单独的振荡电路形成，所以开关电源的效率更高、稳定性更好。因此，他激式开关电源得到了广泛的应用。VIPer12A构成的典型并联型开关电源电路如图6-39所示。

　　

　　1）功率变换电路

　　功率变换电路的核心元器件是电源模块VIPer12A，开关变压器T，整流管VD3、VD4，滤波电容C4、C3。

　　300V电压经R1限流，再经C1滤波后，通过T的初级绕组P1加到IC1（VIPer12A）的供电端⑤～⑧脚，该电压不仅加到开关管的D极为它供电，而且通过高压电流源对④脚外接的滤波电容C2充电。当C2两端建立的电压达到14.5V后，IC1内的60kHz脉宽调制器等电路开始工作，由该电路产生的激励脉冲使开关管工作在开关状态。开关管导通后，C1两端的300V电压通过P1绕组、开关管到地构成回路，使P1产生上正、下负的电动势，P2、P3绕组被感应出下正、上负的电动势，由于VD1、VD2反偏截止，所以能量存储在T内部。开关管截止后，T各个绕组的电动势反相，于是P2绕组输出的脉冲电压通过VD1整流、C3滤波产生18V左右电压，一路通过VD2取代启动电路为IC1内部的控制部分供电，另一路为功率管驱动电路、风扇电动机、振荡器等电路供电。P3绕组输出的脉冲电压经VD3整流、C4滤波产生8V左右电压，再通过R4限流、C5滤波后，为5V稳压器IC2供电，由它稳压输出5V电压。5V电压经C6滤波后为微处理器、操作显示、指示灯等电路供电。

　　2）稳压控制电路

　　稳压控制电路的核心元器件是电源模块VIPer12A、稳压管VZ、开关变压器T、整流管VD1、滤波电容C3。

　　当市电电压升高或负载变轻引起开关电源输出电压升高时，C3两端升高的电压使VZ击穿导通程度加强，经R2为IC1③脚提供的误差电压升高，被IC1内部电路处理后，使开关管导通时间缩短，T存储的能量下降，开关电源输出电压下降到正常值。反之，稳压控制过程相反。因此，通过该电路的控制可保证开关电源输出电压不受市电高低和负载轻重的影响，实现稳压控制。

　　3）欠电压保护

　　当VD2或C2击穿使C2两端在开机瞬间不能建立14.5V以上的电压时，IC1内部的电路不能启动;若VD1、VD2开路或T异常为C2两端提供的电压低于8V时，IC1内的欠电压保护电路动作，避免了开关管因激励不足而损坏。另外，IC1内部还设置了过电压、过电流和过热保护电路。