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实例九15W恒功率式开关电源

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:恒功率式单片开关电源的特点是,当输出电压UO降低时,输出电流IO反而会增大,使二者乘积IO·UO不变,输出功率PO保持恒定。由TOP202Y构成的15V、15W恒功率式开关电源,电路如图14-14所示。图14-14 15W恒功率式开关电源的电路图14-15 恒功率式开关电源的输出特性恒功率式开关电源的输出特性如图14-15所示,它近似于一条双曲线。下面介绍恒功率式开关电源的设计要点。

实例九15W恒功率式开关电源

功率式单片开关电源的特点是,当输出电压UO降低时,输出电流IO反而会增大,使二者乘积IO·UO不变,输出功率PO保持恒定。这种开关电源可作为高效、快速、安全的电池充电器,对笔记本电脑的电池进行充电。恒功率输出特性近似为一条双曲线

由TOP202Y构成的15V、15W恒功率式开关电源,电路如图14-14所示。TOP202Y型单片开关电源在宽范围电压输入(u=85~265V,AC)时的最大输出功率为30W。该电源工作在连续模式,并且是从二次侧来调节输出功率的,它不受一次侧电路的影响。当输出电压从15V(即100%·UO)降至7.5V(即50%·UO)时,恒功率准确度可达±10%。85~265V交流电压经过BR、C1整流滤波后,为一次侧回路提供直流高压。漏极钳位保护电路由VDZ1和VD1构成。偏置绕组电压经过1N914、C4整流滤波后,给光耦合器中的光敏晶体管提供集电极电压。C5为控制端的旁路电容。二次绕组的电压由VD2C2L1C3整流滤波。VD2采用FE3C型150V/4A的超快恢复二极管。C2需选择等效串联电阻(ESR)很低的电解电容器。标称输出电压UO值,由光耦合器中LED的正向压降(UF)与稳压管VDZ2的稳定电压(UZ2)来设定。R5起限流作用并能决定电压控制环的增益。

恒功率控制电路由VT1、VT2、VDZ3~VDZ5R1R7构成。VT1工作在饱和区。VT1和VT2应选参数一致性很好的3DK4B型开关管,亦可用国外2N4401型小功率硅晶体管代替。VDZ3、VDZ4的型号分别为2CW242、2CW340。R1为电流检测电阻,VT2用来监视R1上的压降。该电路具有温度补偿特性,能对VT1、VT2的偏压以及输出电压进行温度补偿。恒功率控制电路由5部分组成:①恒流源电路(VDZ4R7R3),给偏压电路提供恒定的集电极电流IC1;②带温度补偿的偏压电路(VT1R2),其作用是给VT2提供偏置电压UB1,它的发射结压降UBE1UBE2相等且具有相同的温度系数;③电流检测电阻(R1);④电压补偿电路(VDZ2R6R4),可对VT2的发射结电压UBE2进行补偿;⑤电压调节电路(IC2、VDZ2R5),利用带稳压管的光耦合器反馈电路使UO在恒压区内保持恒定。

IO较小时VT2截止,而VDZ2处于稳压区,开关电源工作在恒压输出方式下,UO=15V;此时恒功率控制电路不工作。设VT2的基极偏压为UB2,仅当UB2+UR1=UBE2时,VT2才开始导通,而VDZ2立即截止,电路就从恒压控制迅速转入恒功率控制,并按下述正反馈过程UO↓→IO↑→UR1↑→IF↓→IC↓→D↑→IO↑,使PO保持不变。

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图14-14 15W恒功率式开关电源的电路(www.xing528.com)

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图14-15 恒功率式开关电源的输出特性

恒功率式开关电源的输出特性如图14-15所示,它近似于一条双曲线。从图中不难查出,当UO=15V时IO=1.02A,PO1=15V×1.02A=15.3W;UO=7.5V时IO=2.07A,PO2=15.5W。显然,PO1PO2,这就是恒功率输出的特点。实际情况下UOIO的特性曲线,允许有±10%的偏差。

下面介绍恒功率式开关电源的设计要点。

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