自激式开关电源
开关电源基础与应用(第二版) 第2章
图2-3 晶闸管过压保护原理
自激式降压型开关电源的过流保护相当重要，因为自激 式负载短路保护功能不可能代替负载过流保护。实用中一旦 开关电源负载过流引起开关管击穿，将造成严重超压，使开 关电源和负载电路同时损坏。
最简单的过流保护可通过在电路中加入负载电流I0取样 电路实现，原理见图2-4。
在开关电源稳压输出端，设置负载电流取样电阻R0，通过R0 将负载电流I0变成过流电压U0 = I0·R0。VT2作为过流控制管， 当I0R0 > 0.7 V时，VT2导通，稳压管输出电压U2经VT2集电 极输出，触发晶闸管导通，将开关电源负载短路，实现停振
冲变压器，使得VT1可以依靠脉冲变压器的正反馈作用产生 振荡。
图2-2 不隔离电源原理图
2.1.2 降压型电源保护电路 降压型开关电源的输出过压保护至关重要，因为输出电
压超压，不仅开关电源本身受损，负载电路也同时会损坏。 新的过压保护器件的内部电路由一只小型压敏二极管VDVS 和一只晶闸管VS组成，见图2-3。小电流的VDVS和晶闸管VS 封装在同一芯片上，VDVS击穿后触发大电流晶闸管VS，使 短路效果更可靠。该器件有A、K、G三只脚，外表与晶闸 管相同，用于保护电路时，在G极和K极之间外电路加入R、 C，防止干扰脉冲造成晶闸管误触发。
图2-4 自激式电源过流保护原理
利用晶闸管的短路保护可以实现更精确的过压保护。用 分压电阻将U2分压，将分压点经过稳压二极管接入晶闸管 控制极。如果U2升高，分压点电压使稳压管反向击穿，则 触发晶闸管导通。由于稳压管有比较准确的稳定电压值，特 性曲线比较陡，反向电流较小，因此这种过压保护精度可以 达到输出电压2%以内，优于上述简单的过压保护电路。
保护。该电路具有自锁功能，一旦负载电流增大的持续时间
自激式开关电源的原理
第3xx 自激式开关电源的原理与应用自激式开关电源利用调整管、变压器辅助绕组构成正反馈通路，实现自激振荡，再借助反馈信号稳定电压输出。
由于调整管兼作振荡管，所以无须专设振荡器，故所用的元器件较少，电路简单、成本低，在一定程度上简化了电路。
由于自激式开关电源经济实用，目前仍有较多的电子设备采用自激式开关电源，比如手机充电器、打印机、自动化仪器仪表、电视机和显示器等。
本章拟在讲述自激式开关电源基本电路的基础上，以几种变压器耦合型自激式开关电源的电路实例为载体，配合关键点的测试波形，剖析它们的工作原理，希望引领读者进入开关电源的万千世界。
3-1 自激式开关电源的工作原理自激式开关电源的特点1．自激式开关电源现在所有由市电供电的AC-DC设备，几乎全部采用变压器耦合型开关电源，也称为隔离型开关电源。
功率管周期性通断，控制开关变压器初级绕组存储输入电源的能量，通过次级绕组进行能量释放。
显然，开关电源的输入与输出是通过变压器的磁耦合传递能量的。
由于变压器绕组之间是绝缘的，因此初次级绕组完全隔离，即“热地”和“冷地”是绝缘的，且绝缘电阻和抗电强度均可达到很高，这一特点对用电安全尤为重要。
若开关管的激励脉冲是由变压器辅助绕组与开关管构成的正反馈环路自激振荡产生的，称为自激式开关电源。
由于自激式开关电源的调整管兼作振荡管，因此无须专设振荡器。
除非特别说明，本书讲述的自激式开关电源均是指自激式变压器耦合型开关电源，下面就介绍这方面的知识。
2．自激式开关电源的特点（1）自激式开关电源结构简单，生产制造成本低廉。
（2）自激式开关电源的脉冲信号是自激振荡产生的，是一种非固定频率的变换电路，随输入电压和负载变化而变化，轻载时开关频率较高或间歇振荡，满载时频率会自动降低。
（3）自激式开关电源在占空比D发生改变时，开关管的与相对值发生变化，因此D变化范围较小，一般小于50%。
（4）自激式开关电源具备一定的自保护功能，一旦负载过重，必然破坏反馈条件，振荡将因损耗过大而减少或和间歇振荡，因此保护电路比较简单，这是自激式开关电源的一大优点。
并联自激式单管开关电源电路
并联自激式单管开关电源电路自激式开关电源是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，此类开关电源占有量不多，结构也不是太复杂，下面以图5-1所示电路简要进行说明。
识图时，应注意以下几个要点。
自激式单管开关电源中的开关管既可以采用三极管，也可以采用场效应管，这里采用的是三极管。
开关管VT513起着开关及振荡的双重作用，省去了控制电路（一般没有专用电源控制芯片）。
自激振荡的过程如下。
接通电源后，220V市电电压经VD503～VD506整流、C507滤波，在滤波电容C507两端得到近300V直流电压，通过开关变压器T511的3-7绕组加到开关管VT513的集电极。
同时该电压还经启动电阻R520～R522、R524为VT513的基极提供启动电流，使VT513导通。
T511绕组3-7中有电流通过并感应出3正、7负的感应电压，同时1-2反馈绕组也感应出1正、2负的正反馈电压，该电压经R519、C514、R524加至VT513的基极，使VT513迅速饱和导通。
随着C514充电电压的升高，VT513基极电位逐渐变低，致使VT513退出饱和区，厶开始减小，在T511的1-2绕组感应出1负、2正相位相反的电压,使VT513迅速截止。
VT513截止后，T511的1-2绕组中没有感应电压，300V直流供电输入电压又经R520～R522给C514反向充电，逐渐提高VT513基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。
从开关变压器T511的同名端（T511中的小圆点）可以看出，这是一个反激型开关电源，也就是说，当开关管VT513导通时，开关变压器T511的3-7 -次绕组感应电压为3正、7负，而二次绕组11-12感应电压为11正、12负，整流二极管VD552处于截止状态，在一次绕组3-7中储存能量。
当开关管VT513截止时，变压器T511 -次绕组3-7中存储的能量，通过二次绕组及VD552整流和电容C561滤波后向负载输出。
开关电源的9种分类方式
开关电源的9种分类方式
（1）按技术、开关管的连接方式、电源技术划分，开关电源可分为串联型开关电源和并联型开关电源。
串联型开关电源的开关管是串联在输入电压和输出负载之间，属于降压式稳压电路；而并联型开关电源的开关管是在输入电压和输出负载之间并联的，类似于冗余电源一类的属于升压式稳压电路。
（2）按激励方式，开关电源可分为自激式和他激式。
在自激式开关电源中，由开关管和变压器技术'>高频变压器构成正反馈环路，来完成自激振荡，类似于间歇振荡器；而他激式开关电源必须附加一个振荡器，振荡器产生的开关脉冲加在开关管上，控制开关管的导通和截止，使开关电路工作并有直流电压输出。
（3）按调制方式，像服务器电源的开关电源可分为脉宽调制（PWM）方式和脉频调制（PFM）方式。
PWM是通过改变开关脉冲宽度来控制输出电压稳定的方式，而PFM是当输出电压变化时，通过取样比较，将误差值放大后去控制开关脉冲周期（即频率），使输出电压稳定。
（4）按输出直流值的大小，开关电源可分为升压式开关电源和降压式开关电源，也可分为高压开关技术'>高压开关电源和低压开关电源。
（5）按输出波形，开关电源可分为矩形波和正弦波电路。
（6）按输出性能，开关电源可分为恒压恒频和变压变频电路。
（7）按开关管的个数及连接方式又可将开关电源分为单端式、推挽式、半桥式
和全桥式等。
单端式仅用一只开关管，推挽式和半桥式采用两只开关管，全桥式则采用四只开关管。
（8）开关电源按能量传递方式又可分为正激式和反激式。
（9）按软开关方式分，开关电源有电流谐振型、电压谐振型、E类与准E类谐振型和部分谐振型等。
自激式开关电源原理
自激式开关电源原理
自激式开关电源原理是一种广泛应用于电子设备中的电源供应构架。
它是由一组电路所组成的，主要作用是将交流电转化为稳定的直流电。
以下是该原理的详细说明：
一、自激电路
自激电路是自激式开关电源的核心部分，也叫反馈电路。
它通过控制
开关管的导通或截止来调节变压器的工作状态，使输出电压保持稳定。
当输出电压过高时，自激电路会降低开关管的导通时间，使变压器的
耦合度降低，从而输出电压下降。
反之，当输出电压过低时，自激电
路会增加开关管的导通时间，使变压器的耦合度增加，从而输出电压
上升。
二、开关管
开关管是自激式开关电源工作时的控制元件。
它主要用来控制变压器
的输入电压，使得开关管的导通和截止能够改变输出电压。
常用的开
关管有 MOS、IGBT 和二极管等。
三、变压器
变压器是用来变换输入电压的元器件，也是自激式开关电源的核心之一。
它可将交流电转换为稳定的直流电，通过调整自激电路来控制输
出电压。
变压器主要包括原边和副边两个部分，它们之间通过互感耦
合实现电能的传输。
四、输出电路
输出电路是自激式开关电源输出端的电路。
它主要用来稳定输出电压，防止电压变化或波动等现象。
输出电路通常包括平滑电容、负载电路
和过载保护等。
自激式开关电源是一种具有高效率和输出稳定的电源供应构架。
它可
广泛应用于计算机、通讯、家电、医疗等领域。
随着技术的不断进步，自激式开关电源将会更加成熟、稳定和高效。
自激式开关电源三个重要公式的推导与验证
自激式开关电源三个重要公式的推导与验证The derivation and verification of three important formulas for self-excited switching power supply葛中海 （中山市技师学院，广东中山 528400）摘 要：本文讨论了自激式开关电源的三个重要公式与电路的诸多参数有关，它们之间存在一定的内在逻辑关系。
三个重要公式的分析与推导过程，具有很强的现实意义，对于自激式开关电源的设计、参数的变更与优选，提供理论上的重要指引。
关键词：自激式开关电源；磁通平衡；占空比2015年，笔者因缘际会编写《开关电源实例电路测试分析与设计》一书，在写作“第三章”《自激式开关电源的原理与应用》时发现，实测的波形数据之间存在千丝万缕的内在逻辑关系。
于是，我就给这些电参量赋予相关的字母符号，然后分析推演出3个公式，并得到实测波形的恰当验证。
当年测试时AC110和AC220整流滤波电压分别为165V和330V，今次测量分别为160V和320V。
虽然众多测试数据稍有差异，但无论过去还是现在，数据都很自洽 ，下面是分析推演及验证过程。
自激式开关电源的工作于临界导电模式（boundary conduction mode, BCM）。
tON期间次级无电流，初级电流从零线性增加，t ON结束时到达峰值I1P；t OFF期间初级无电流，次级电流从峰值I2P线性减小，t OFF结束时刚好降为零，以便重新开始新的周期，这是自激式开关电源核心本质。
因此，它完全满足“伏·秒”相等的磁通平衡原则，故此才能推导出与之相关的三个重要公式。
图1所示为自激式开关电源最基本的电路，它是根据实际电路抽离出来的侧重于能量变换的部分，有关市电输入差模与共模干扰抑制、整流滤波和反馈稳压电路均被略去。
图1 自激式开关电源最基本的电路tON期间，开关管VT导通，等效电路如图2（a）所示，各绕组感应电压极性如图中标注；辅助绕组产生正反馈电压，加速VT导通。
第3章 自激式开关电源的原理与应用
第3章 自激式开关电源的原理与应用自激式开关电源驱动开关管的信号由自激振荡电路产生，所用的元器件较少，电路简单，成本低，在一定程度上简化了电路。
由于自激式开关电源经济实用，目前仍有较多的电子设备采用自激式开关电源，比如手机充电器、打印机、自动化仪器仪表、电视机和显示器等。
本章在讲述自激式开关电源基本电路的基础上，以几种变压器耦合型自激式开关电源的电路实例为载体，详细分析它们的工作原理，引领读者进入开关电源的万千世界。
∮3-1 自激式开关电源的工作原理3.1.1 自激式开关电源的特点与类型1．自激式开关电源的类型 自激式开关电源按输入、输出连接方式可分为串联型（降压式非隔离型）、并联型（升压式非隔离型）和变压器耦合型（隔离型）。
自激式串联型开关电源是早期采用的一种开关电源，由于开关管、储能电感与负载串联，其输出电压低于输入电压低且输入、输出电路共地，故也称为降压式非隔离型开关电源。
自激式并联型属于升压型，在市电变换中很少采用。
本章我们主要讲述用于AC-DC 变换的自激式变压器耦合型开关电源。
本书后续章节所提到的自激式开关电源，除非特别说明，均是指自激式变压器耦合型开关电源。
2．自激式开关电源的特点（1）自激式开关电源结构简单，生产制造成本低廉。
（2）自激式开关电源的脉冲信号是自激振荡产生的，是一种非固定频率的变换电路，随输入电压和负载变化而变化，空载时开关频率较高或间歇振荡，满载时可能会达到100kHz 以下，频率的变化几乎与变压器的匝数和电感量无关。
（3）自激式开关电源的具备了一定的自保护功能，一旦负载过重，必然破坏反馈条件，振荡将因损耗过大而减少或和停振，因此保护电路也比较简单，这是自激式开关电源的一大优点。
（4）自激式开关电源在改变占空比D 时，振荡兼开关管的C i 与CE u 相对值发生变化，因此D 变化范围较小，一般不大于0.5。
（5）自激式开关电源的开关电流峰值高、纹波电流大，由于工作频率随输入电压和负载电流变化而变化，在高功率、大电流工作时稳定性差，因此仅用于60W 以下的小功率场合。
半桥自激式zvs开关电源电路原理
半桥自激式zvs开关电源电路原理1. 什么是半桥自激式ZVS开关电源？嘿，大家好，今天咱们聊聊半桥自激式ZVS开关电源电路，别被这些高大上的词吓到了。
想象一下，电源就像是电器的“心脏”，它负责把电流送到电器里。
半桥自激式ZVS开关电源呢，就是一种让这个“心脏”跳得更稳、更省电的方式。
好比是给心脏装上了高科技的节能装置，心脏跳得更稳，身体也更健康。
1.1 半桥电路是什么？先来个大致了解。
半桥电路，就像它的名字一样，是一个电路的“半边”。
我们把电路想象成一个桥，这个桥有两个支点，半桥就相当于把这个桥的两边留出一半。
其实，这种半桥结构并不复杂，它由两个开关元件（通常是MOSFET或者IGBT）和两个电感组成。
哎，这听上去有点绕，简单来说就是两个开关像摆锤一样交替开关，把电流送到负载上去。
1.2 自激式ZVS怎么回事？接下来，让我们聊聊自激式ZVS。
ZVS是“Zero Voltage Switching”的缩写，翻译过来就是“零电压开关”。
想象一下你在开关灯，通常开关的瞬间会有个电弧。
ZVS技术就像是给开关加了一个“缓冲区”，让它在零电压的时候开关，避免了电弧的产生。
自激式呢，就是它能自己调节，使得开关工作在这个零电压的状态下，不需要外加复杂的控制电路。
这就像是开车时，车子能自动刹车，让你不必费心操控。
2. 半桥自激式ZVS的工作原理了解了什么是半桥自激式ZVS，我们再看看它的工作原理。
这个电路就像是一个精密的舞蹈，两个开关交替工作，电流在负载上跳动，稳稳地保持电压和电流的平衡。
下面，我们详细解开这个“舞步”：2.1 电路的基本构成半桥自激式ZVS电路主要有两个开关元件和一个变压器。
开关元件在这里起着关键作用，它们的“开”与“关”决定了电流的流向。
变压器就像是电路中的“变声器”，调整电压和电流的输出。
电路里还有电感和电容，它们一起协调，使得开关在零电压状态下工作，避免了电流的浪涌。
2.2 自激式ZVS的实现那么，如何实现零电压开关呢？这就要靠电路中的自激反馈了。
第7章 开关电源电路设计(葛中海)
7-1 自激式开关电源的设计中山市技师学院葛中海7.1.1 自激式开关电源1．自激式开关电源概述如图7-1（a ）所示为自激式开关电源的基本电路，也称RCC 电路，即阻尼振荡变换器。
广泛应用于50W 以下的开关电源中。
它有自激式振荡电路，结构简单，由输入电压与输出电流改变工作频率。
（a ）基本电路 （b ）电压与电流图7-1 自激式开关电源基本电路与波形电压和电路波形如图（b ）所示。
VT 导通（ON t ）期间，变压器T 初级从输入侧蓄积能量，在VT 截止（OFF t ）期间，变压器T 蓄积的能量释放给负载。
OFF t 结束时，变压器初级感应电动势1u 自由振荡返回到零。
VT 基极连接的辅助绕组也称正反馈绕组，因变压器互感产生正反馈信号控制VT 的通断，即所谓自激振荡。
由以上工作原理描述可知，自激式开关电源属于反激式电源。
图7-2所示为自激式开关电源的分时等效电路，1L 、2L 分别为初、次级绕组的电感。
图（a ）所示ON t 期间开关管VT 导通，T 初级两端所加电压为I V ，次级侧滤波电容C 放电、电压降低，供给负载输出电流O I 。
这期间，变压器T 初级从输入电源I V 吸收能量、电感励磁；整流二极管VD 中无电流，故变压器初、次级绕组无相互作用。
图（b ）所示O FF t 期间开关管VT 截止，T 初级没有电流，故图中未画出。
这期间，初级吸收的能量耦合到次级侧，整流二极管VD 导通，一边给电容C 充电、电压升高，一边给负载供电，变压器初级释能、电感消磁。
图7-2 自激式开关电源等效电路2．自激式开关电源的计算公式从ON t 转到OFF t 瞬间，初次级“安匝相等”原理仍然成立，因此，若变压器初级侧的能量全部传递给次级侧，则P P I N I N 2211⨯=⨯ （7-1）式中，P I 1、P I 2初次级的峰值电流。
设初次级绕组的匝比N 为N =21/N N （7-2）式中，1N 、2N 为开关变压器初次级匝数。
自激式开关电源原理
自激式开关电源原理自激式开关电源是一种常见的电源供应器，它通过自激振荡电路来实现电能的转换和稳定输出。
在现代电子设备中，自激式开关电源已经成为一种主流的电源供应方式，具有体积小、效率高、稳定性好等优点。
本文将从自激式开关电源的工作原理、组成结构和应用特点等方面进行介绍。
自激式开关电源的工作原理是基于电感耦合振荡原理的。
其基本组成包括变压器、开关管、输出整流滤波电路和控制电路等部分。
在工作时，输入电压经过变压器降压后，进入开关管，由控制电路控制开关管的导通和关断，使得输入电压在变压器中形成周期性的磁场变化，从而在次级绕组中感应出交变电压。
经过输出整流滤波电路后，得到稳定的直流输出电压。
自激式开关电源具有结构简单、成本低廉的特点，适用于各种电子设备的电源供应。
在电子产品中，我们可以常见到自激式开关电源的身影，如手机充电器、电脑电源适配器等。
由于其高效率、小体积、轻质量等特点，自激式开关电源在现代电子设备中得到了广泛的应用。
在实际应用中，自激式开关电源需要注意一些问题。
首先，由于其工作频率较高，因此需要注意电磁干扰的问题，尤其是对于一些对电磁干扰敏感的设备，需要进行严格的电磁兼容测试。
其次，自激式开关电源在设计和使用过程中需要注意安全问题，特别是对于高压部分需要有良好的绝缘和防触电措施。
最后，自激式开关电源在设计时需要考虑到负载变化对输出稳定性的影响，因此需要合理设计控制电路和输出电路。
总的来说，自激式开关电源作为一种高效、稳定的电源供应方式，在现代电子设备中得到了广泛的应用。
通过本文的介绍，相信读者对自激式开关电源的工作原理、组成结构和应用特点有了更加深入的了解。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
详解自激开关电源电路图
详解自激开关电源电路图该文章讲述了详解自激开关电源电路图.自激开关电源电路图,STR41090电源属于自激式并联型开关电源,适应电网电压能力为150-280V。
振荡过程 C808上约300V直流电压经R811加到N801的(2)脚内部开关管的B极,同时经T802的(1)、(3)绕组加到N801的(3)脚内部开关管的C极,开关管开始导通,电流流过T802的(1)、(3)绕组,在(1)、(3)绕组产生感应电压,极性为(3)正(1)负,经耦合,在(6)、(7)绕组也产生感应电压,极性为(7)正(6)负,此正反馈电压经C819、R817、R816送回到N801的(2)脚,使开关管电流进一步增大,雪崩的过程使开关管迅速饱和。
开关管饱和期间,T802(1)、(3)绕组的电流线性增大,VD821、VD822截止,T802储存磁场能量。
由于C819不断被充电,使N801的(2)脚电压不断下降,到某一时刻,N802(2)脚上的电压不能维持内部开关管的饱和,开关管退出饱和状态,C极电流减小,T802各绕组的感应电压极性全部翻转,反馈绕组(6)、(7)脚的电压极性为(6)正(7)负,经C819、R817、R816送到N801的(2)脚,使N801(2)脚电压进一步减小,又一雪崩过程使开关管迅速截止。
开关管截止期间,VD821导通,在C822电容上形成112V电压;VD822也导通,在C824电容上形成18V电压,T802储存的磁场能量被释放。
另一方面,C819上的电压经R817、R816、VD812、VD813放电,同时300V电压经R811给C819反向充电,这两个因素使C819左端的电压回升,即N801(2)脚的电压回升,当(2)脚电压上升0.6V以上时,开关管再次导通,开始下一周期的振荡。
稳压电路稳压电路由STR41090内部完成,T802的(5)、(6)脚为取样绕组,经VD814整流、C817滤波,在C817上形成取样电压,在正常情况下,C817上的电压约为84V,若输出电压112V升高,则取样电压也必定升高,该取样电压经R815送到N801的(1)脚,通过内部调节,最终使输出电压稳定在112V。
关于自激式半桥式开关电源电路详细说明
关于自激式半桥式开关电源电路详细说明半桥式和全桥式开关电源同属桥式开关电源，半桥式开关电源也分为自激式和他激式两种类型，这里对自激式半桥式开关电源电路做简要说明（下图是一种在实际应用中的并联型自激半桥式开关电源电路）。
(1)整流滤波电路电路中，Cl~C6与共模电感T1组成双向共模滤波器，一方面可将电源内部所产生的高频信号对工频电网的影响和污染滤除到程度；另一方面还可挡住工频电网上的杂散电磁干扰信号，使其不能进入电源电路而干扰电源电路的正常工作。
IC1和电解电容C7、C8组成的全波整流滤波电路，将220V/50HZ工频输入电网电压整流和滤波成300V 的直流电压，作为半桥式变换器的供电电源电压。
(2)启动电路启动电路由电阻R5、R6和电容C11以及双向二极管VD2组成。
一旦接通电源，300V直流电压就会通过电阻R5给电容CU充电。
当电容C11上的电压足以使双向二极管VD2触发导通时，该电容上的电压就会通过电阻R6加到开关管VT1的基极上，使其饱和导通，完成电源电路的启动工作。
(3)振荡电路当开关管VT1被启动后，C8上的直流电压通过开关变压器T3的一次绕组Np和开关管VT1形成回路，绕组Np中就会有电流流过，这时反馈绕组Nf中就会感应出一脉冲电流。
该电流经过由电容C15和电阻R9组成的相移延迟电路延迟后，流过耦合变压器T2的T2-4绕组，导致在分别连于开关管VT1和VT2基极的两个副绕组T2-2和T2-3上感应出VT1的基极为负、VT2的基极为正的相位相反的驱动脉冲电压信号，使导通的VT1截止，截止的VT2导通。
功率开关管VT2导通后，Np绕组中流过的电流反向，结果使VT1又回到导通状态，而VT2又回到截止状态，完成了一个周期的变换过程。
这个过程将不断地进行下去，从而形成了完整的自激型半桥式变换器的工作过程。
(4)其他元器件的识别电容C12和C13为加速电容，其作用是改善电路的开关特性，减小开关管VT1和VT2的开启时间、关断时间以及存储时间，以降低两只功率开关管的损耗，避免和防止双管共态导通现象的发生。
浅谈自激式开关电源的分析方法
浅谈自激式开关电源的分析方法摘要CRT彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路，工作原理复杂、维修较困难。
本文结合笔者多年教学实际，提出了以自激振荡过程为核心的电路分析方法，便于学生较快地熟悉其工作原理，掌握保护电路和稳压电路的分析方法，具备快速检修开关电源的能力。
关键词自激振荡；开关电源；分析0 引言目前，CRT彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路。
由于其核心器件电源调整管工作在非线性状态，与串联稳压电源相比，具有体积小、重量轻、效率高、电压适应范围宽等显著优点，但是其工作原理复杂、维修困难，在实际教学过程中学生难以迅速掌握。
本文介绍了以自激振荡过程为核心的分析方法，便于在教学过程中使学生熟悉其工作原理，具备快速检修开关电源的能力。
1 开关电源的工作原理220V交流电直接经低频整流滤波后得到300V左右的直流电压，利用高频自激振荡电路将直流电转化为30kHz~60kHz的脉冲信号，再经储能变压器的能量转换送入高频整流滤波电路，经高频续流二极管整流后得到所需的多组直流电压输出。
通过取样调整电路，改变高频脉冲的脉冲宽度或脉冲周期来稳定输出电压。
开关电源电路常分为低频整流滤波电路、自激振荡电路、稳压电路、保护电路和高频整流滤波电路等部分。
其工作过程中的关键环节是产生高频脉冲，在将能量转化为高频脉冲时，开关管工作在饱和导通和截止状态，提高了能量利用效率；将能量转化为高频脉冲，可以通过改变占空比调节向输出端提供的能量，有利于适应电网电压大范围的波动；将能量转化为高频脉冲后，可以减小高频滤波电容容量，有利于缩小电源体积，减少电源重量。
2 自激振荡电路原理分析自激振荡电路起振是自激式开关电源正常工作的必要条件，开关调整管和变压器初级绕组L1参与振荡过程。
当开关调整管工作在饱和导通状态时，在变压器初级绕组L1上产生上正下负的感应电动势，次级绕组L2产生上负下正的感应电动势，初级绕组L1中的电流逐渐增大；当开关调整管截止时，变压器初级绕组L1上产生上负下正的感应电动势，次级绕组L2产生上正下负的感应电动势，续流二极管vD导通，向负载提供能量，并对电容C充电。
自激式开关电源原理
自激式开关电源原理自激式开关电源是一种常见的电源供电方式，其原理是利用自激振荡电路产生高频脉冲信号，经过变压器的变换作用，将输入的电压转换成所需的输出电压。
在实际应用中，自激式开关电源具有体积小、效率高、稳定性好等优点，因此得到了广泛的应用。
自激式开关电源的工作原理主要包括以下几个方面：首先，自激振荡电路产生高频脉冲信号。
自激振荡电路由开关管、反馈电路和输出变压器等组成。
当输入电压加到开关管上时，由于反馈电路的作用，开关管将开始导通，电流开始流过输出变压器的初级线圈，产生磁场。
随后，反馈电路将开关管关断，磁场崩溃，产生感应电动势，使得开关管再次导通，如此往复，就形成了高频脉冲信号。
其次，高频脉冲信号经过变压器的变换作用。
高频脉冲信号经过变压器的变换作用，将输入的电压转换成所需的输出电压。
变压器的变比决定了输入和输出电压的比例，通过合理设计变压器的参数，可以得到稳定的输出电压。
最后，经过滤波和稳压电路得到稳定的直流输出电压。
通过滤波电路可以将高频脉冲信号转换成平稳的直流电压，而稳压电路则可以保证输出电压的稳定性，从而满足实际应用的需求。
总的来说，自激式开关电源利用自激振荡电路产生高频脉冲信号，经过变压器的变换作用，最终经过滤波和稳压电路得到稳定的直流输出电压。
这种工作原理使得自激式开关电源在体积小、效率高、稳定性好等方面都具有优势，因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。
除此之外，自激式开关电源还具有一些特殊的应用场景。
例如，在一些需要输出电压可调的场合，可以通过改变自激振荡电路的参数来实现输出电压的调节；在一些对输出电流要求较高的场合，可以通过合理设计开关管和变压器的参数来实现高电流输出。
因此，自激式开关电源不仅在一般的电子设备中得到了应用，在一些特殊的场景中也具有一定的灵活性和适用性。
综上所述，自激式开关电源是一种利用自激振荡电路产生高频脉冲信号，经过变压器的变换作用，最终经过滤波和稳压电路得到稳定的直流输出电压的电源供电方式。
自激式开关电源的工作原理
自激式开关电源的工作原理随着电子技术的快速发展，开关电源作为一种高效、稳定、可靠的电源方式，已经广泛应用于各种电子设备中。
自激式开关电源作为一种常见的开关电源之一，其工作原理相对简单，但是需要注意一些关键问题，本文将对自激式开关电源的工作原理进行详细介绍。
一、自激式开关电源的基本结构自激式开关电源由三个基本部分组成，分别是输入滤波电路、开关电路和输出滤波电路。
其中输入滤波电路主要用于对输入电源进行滤波去噪，保证电源的稳定性和可靠性；开关电路主要采用开关管作为主要元件，通过开关管的开关来对输入电源进行调节，从而实现对输出电压的调节；输出滤波电路主要用于对输出电压进行滤波去噪，保证输出电压的稳定性和可靠性。
二、自激式开关电源的工作原理自激式开关电源的工作原理可以简单地概括为：输入电源经过输入滤波电路后，通过开关电路进行调节，从而得到稳定的输出电压。
具体来说，自激式开关电源的工作原理可以分为以下几个步骤：1、输入电源经过输入滤波电路后，得到稳定的直流电源，作为开关电路的电源。
2、开关电路由开关管、反馈电路和变压器等组成。
其中，开关管的开关控制信号由反馈电路提供，变压器则是将输入电压变换为适合输出的电压。
当开关管导通时，输入电源的电能通过变压器传递到输出端，从而形成输出电压；当开关管截止时，变压器中的磁场会产生自感电势，这时反馈电路会将其放大并反馈到开关管的控制端，使其再次导通，形成一个闭环控制。
3、输出电压经过输出滤波电路后，得到稳定的直流电压，作为负载的电源。
三、自激式开关电源的优缺点自激式开关电源作为一种常见的开关电源，其优缺点如下：1、优点：自激式开关电源具有结构简单、成本低、效率高、可靠性高等优点，适用于各种电子设备中。
2、缺点：自激式开关电源在工作过程中容易产生噪声和干扰，需要采取一些措施进行抑制；另外，自激式开关电源输出电压的稳定性和可靠性受到负载变化的影响较大，需要进行合理的设计和调整。
半桥自激式zvs开关电源电路原理
半桥自激式zvs开关电源电路原理半桥自激式ZVS开关电源电路原理，听起来好像很高大上的样子，其实就是一种很厉害的电学技术。
今天，我就来给大家讲讲这个神奇的原理，让大家也能轻松理解这个高科技的东西。
我们要明白什么是半桥自激式ZVS开关电源。
简单来说，它就是一种能够快速切换电压和电流的电源。
它的工作原理就像一个超级英雄，能够在瞬间完成任务，让你的电子设备充满能量。
那么，这个半桥自激式ZVS开关电源是如何实现这个功能的呢？其实，它的原理很简单，就是利用了一个叫做“反激”的技术。
反激技术就是让电流在一个周期内来回流动，这样就可以产生一个高频脉冲，从而实现电压和电流的快速切换。
接下来，我们就要来看看这个半桥自激式ZVS开关电源的具体结构了。
它主要由四个部分组成：输入滤波器、整流桥、变压器和输出滤波器。
其中，整流桥是用来将交流电转换成直流电的关键部件；变压器则是用来调整电压大小的重要工具；输出滤波器则是用来去除电源中的杂波，保证输出电压的稳定性。
现在，我们已经知道了半桥自激式ZVS开关电源的基本结构，那么接下来就是要了解一下它的工作原理了。
其实，它的工作原理也很简单，就是通过控制整流桥的导通和截止时间，来实现电压和电流的快速切换。
当整流桥导通时，电流会从正极流入负极；当整流桥截止时，电流则会从负极流入正极。
这样一来，就可以实现电压和电流的快速切换了。
要想让半桥自激式ZVS开关电源发挥出最好的效果，还需要注意一些细节问题。
比如说，要选择合适的元器件参数；要考虑散热问题；还要进行严格的测试和调试等等。
只有把这些细节都处理好，才能让半桥自激式ZVS开关电源真正发挥出它的威力。
半桥自激式ZVS开关电源是一种非常厉害的电学技术，它可以让你的电子设备在瞬间充满能量。
虽然它的原理看起来有点复杂，但是只要你用心去理解，就会发现它其实并不难懂。
所以，如果你想要让自己的电子设备更加强大，不妨试试这种半桥自激式ZVS开关电源吧！。
自激振荡开关电源电路原理详解
自激振荡开关电源电路原理详解自激振荡开关电源电路，听起来是不是有点儿拗口？别担心，今天咱们就来轻松聊聊这个看似高大上的东西。
你知道吗？在我们日常生活中，很多电器都离不开这个小家伙。
想象一下，手机、电视，甚至你最爱的游戏机，背后都有它的身影。
自激振荡开关电源，简单来说，就是通过调节电流来把高电压变成咱们需要的低电压。
就像魔术一样，把“高大上”的电源变得平易近人。
说到电源，很多人可能觉得这就是一个黑箱子，里面复杂得很。
但它的原理可以用一句话总结：开和关之间的游戏。
咱们的电源就像一个调皮的孩子，时不时地开开关关，让电流在里面“蹦跶”。
自激振荡的意思，就是它能自己调节开关的频率，这可比手动调节方便多了，简直就是懒人福音！你想想，要是每次都得去动手调，那多麻烦啊！这种电源能自动找到最佳的工作状态，就像大海中的船，随风而行。
再说说它的工作原理，听起来复杂，但其实就像一部电影的剧本，分为几个重要角色。
第一个角色是“电感”，它就像一个大力士，能储存能量。
然后是“电容”，这小家伙负责释放能量，迅速又干脆。
还有“开关”，就像导演，掌控着这一切的节奏。
电感把能量存起来，电容又把它放出来，开关则根据需求来决定开关的时机。
这一切的配合，简直像是精心排练的舞蹈，优雅又富有节奏感。
你可能会问，这种电源有什么好处呢？它的效率可高得很。
相比传统电源，减少了能量损耗，省电又环保。
它的体积小，重量轻，设计得当后，放在设备里根本不占地方，简直就是小巧玲珑。
想想看，你的手机里能放这么强大的电源，真是科技的结晶啊！不过，别以为它只有优点，有时候也会发脾气，比如说在负载变化时可能会产生一些不稳定的输出。
但这也是可以通过合理设计来避免的，电路设计师们就像是厨师，要把各种材料搭配得恰到好处。
自激振荡开关电源的应用可广泛了，从手机充电器到LED灯，甚至是电动汽车，都是它的舞台。
你坐在车里，发动的那一刻，电源正在默默无闻地为你提供动力，真是“背后英雄”。
开关电源设计与应用--自激式开关电源 ppt课件
2.2.2 自激电源的同步控制
图2-6 TC-29CX电源电路
2.3 自激式降压型集成电源
2.3.1 直接取样电源电路
图2-7 直接取样开关电源电路
2.3.2 间接取样电源电路
图2-8 间接取样开关电源电路
2.4 升压式自激电源
升压式开关电源是不隔离型开关电源的另一种应用较多的开关电源，尤其 在目前的移动通信、移动视频显示器中更得到广泛应用。
图2-12 正反馈脉冲钳位电路
图2-13所示为恒流驱动电路，电路中设有两路正反馈支 路。
图2-13 恒流驱动电路
2.5.3 双PWM控制 为了提高稳压效果，自激式开关电源可以采用双路或多
路PWM控制，采用两只脉宽控制管或两路独立的控制电路， 扩大脉宽调制器的控制能力。因为两路PWM电路同时出现 故障的机会极小，所以不仅提高了控制能力，可靠性也大为 提高。
采用双路控制的自激式开关电源属故障前保护，常设以下保护电路。
(1) 软启动电路。在开关电源启动时，开关管振荡过程中的振荡脉宽不是 突然进入额定脉宽，而是有一段启动过程。以图2-11的电路为例，开机瞬间， C312两端取样电压达到额定值需有一定时间，在C312充电过程中，误差放大器检 出的取样电压偏低，因而脉宽控制电路减小了对开关管基极的分流，使振荡电 路脉宽增大，形成开机冲击电流。脉宽的增大，使开关管在开机瞬间有一较大 的冲击电流。为了避免这种硬启动过程带来的危害，需要在取样分压电路中加 入软启动电路。
1．双路PWM电路 图2-14为双路PWM控制的基本电路。
1．双路PWM电路
图2-14 双路PWM控制的基本电路
2．隔离开关电源保护电路
开关电源保护电路设置的作用是：保护开关电源本身，尽量减少 故障率，或者在偶然发生故障时减小其损坏范围；设置输出过压保护， 避免损坏负载电路。
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2.5 具有隔离功能的自激式开关电源前述不隔离的开关电源在使用中形成用电设备与供电电源电路共地，经过输入整流供电设备的“地”带有市电，绐用户及维护造成潜在危险。
同时，由于对CMOS集成电路和数字处理集成电路的应用日益广泛，倘若采用此类过压敏感的器件，是不能与市电采用同一参考点的。
即使是普通设备，随着功能的扩展，具有多种规格的音视频或数字信号接口，信号地与市电也必须隔离。
通常人们所说的并联型开关电源，指开关管和负载电路是并联的，目前多用于升压型不隔离开关电源中。
此处所称I/O隔离的开关电源，也称为脉冲变压器耦合的开关电源。
输入电源通过开关管控制脉冲变压器初级线圈的能量存储，能量释放则通过脉冲变压器次级进行。
改变脉冲变压器的匝数比，可以得到各种不同的脉冲电压，整流滤波后，以直流向负载提供电压。
很明显，开关电源的输入和输出端是通过脉冲变压器的磁耦合传递能量的，脉冲变压器绕组之间的绝缘，使初级侧与次级侧完全隔离，绝缘电阻和抗电强度均可达到很高。
目前所有从市电供电的设备，几乎全部采用此类开关电源，取代了多年来使用的工频变压器和耗能型稳压器。
脉冲变压器耦合的开关电源按其激励方式分为自激式和它激式。
自激式脉冲变压器耦合的开关电源是以开关管为主组成脉冲变换器，将直流电变成脉冲波，通过脉冲变压器耦合送往负载电路；它激式则以开关管作为独立开关，与脉冲变压器储能绕组串联接入供电电路，开关管则受独立的脉冲驱动器输出的调宽脉冲控制。
脉冲变压器耦合的开关电源按其向负载提供能量的方式，可分为正激式和反激式。
正激式脉冲变压器耦合的开关电源是在开关管导通时，向负载提供能量；反激式则为电—磁—电转换方式，通过脉冲变压器的能量存储，在开关管截止期间向负载提供能量。
2.5.1 自激式隔离开关电源的基本电路自激式隔离开关电源的原理电路见图2-10，其主要功能部分包括：开关管VT和TC 组成的自激振荡电路，脉冲宽度调制的控制系统，取样系统，次级的脉冲整流滤波电路等。
自激式隔离开关电源的基本电路如图2-11所示。
由开关管VT304和脉冲变压器TC301构成的间歇振荡器组成变换器电路。
将C308两端输入的直流电变换成矩形波，加在TC301的初级。
接通电源后，输入电压通过R302给VT304基极施加不足1 mA的启动偏置，VT304集电极电流由零开始上升。
集电极电流的增长，使T301正反馈绕组⑨端产生上升的感应脉冲，加到VT304基极，形成正反馈, 使VT304导通电流进一步增大。
在此过程中，C313充电，随着充电电流逐渐减小，I B随之减小，VT304进入I B·β<I C的相对饱和状态，迫使集电极电流回落，造成TC301正反馈绕组⑨端形成脉冲反向，VT304因正反馈作用迅速截止。
在此期间，C313通过V308快速放电，以准备进入下一个振荡周期。
在振荡过程中，R314不仅限制C313在正反馈脉冲前沿的充电电流，同时还和C313共同设定振荡电路的基本脉冲宽度。
图2-10 自激式隔离开关电源原理电路图2-11 自激式隔离开关电源的基本电路在振荡过程中，当VT304集电极电流减小，趋向快速截止时，TC301的正反馈绕组⑨端为负向脉冲，⑧端为正向脉冲, 通过二极管V307向C314充电，其极性为左正右负。
该反偏电压通过VT303的C-E极施加于VT304的B-E极上。
当VT304下一个导通周期开始时，通过改变VT303的集电极电流，可控制VT304的截止时间。
如果VT303集电极电流较大，C314放电电流也较大，则该放电电流形成VT304的反向偏置，使VT304提前截止。
所以，C314和VT303构成对VT304导通脉冲宽度的控制。
在上述振荡过程中，当VT304截止时，TC301的感应脉冲和供电电压串联加在VT304集电极，输入电压为300 V直流时，其幅度约为520 V。
根据图示TC301各绕组相位关系可以看出，TC301初级绕组①端和次级绕组④端同相位，即VT304截止时，V320导通，将次级绕组⑤-④的感应脉冲整流，向负载供电。
因此可以确认此变换器部分属反激式电路。
在图2-11中，C313充电时间设定了VT304导通的最大脉冲宽度。
实际在开关电源中，所谓开关管的饱和并非指手册上规定的其最大集电极饱和电流，而是电容充电时间临近结束时，使加到开关管基极正反馈电流减小，开关管达到I B·β<I C的状态。
也就是说，这种饱和是I B值所限制下的饱和，使开关管I C减小，通过正反馈转入截止状态。
在该电路中，C313、R314的值限制了VT304导通时间的最大集电极电流，使其不超过规定值。
在此最大值限定下，开关管有一对应最大导通脉宽，在此脉宽之内受控于C314、VT303脉宽调制器，以改变输出电压。
该正反馈电路加入V308，加快了C313的放电速度，脉冲调宽电路使VT304提前截止。
C313的快速放电，导致下一个导通周期也提前，致使脉宽变化的同时频率也在改变，这是此类开关电源的特点之一。
电路中T301绕组⑨-⑩为专设的取样绕组。
当VT304截止时，磁场储能释放为感应电压，使V306导通，整流电压经C312滤波形成取样电压。
R304、R305和R301组成取样分压器，同时也构成C312的放电电阻。
VT301为误差检出放大器。
分压后，取样电压加到VT301基极，其发射极由稳压管VS305提供基准电压。
当开关电源输出电压升高时，VT301集电极电流增大使电压下降，VT302的基极电压也下降。
与此同时，VT302集电极电流增大，R310的压降使VT303集电极电流也增大，C314放电电流也随之增大，VT304提前截止，使输出电压稳定。
该开关电源未采用特定的输出过压及过流保护电路，仅在电路中采取了过压、过电流的控制电路。
输入电压的负极，经输入电流取样电阻R313接入开关变换电路。
当负载电流增大或开关管意外出现导通脉宽增大时，输入电流会增大，使R313压降增大，形成负极性的脉冲，经R312、C310加到脉宽调制放大器VT302的基极，使VT302、VT301集电极电流瞬时增大，使VT304瞬间截止，降低开关电路的电流和输出电压。
但此功能只是瞬态电流冲击的限制，对持续的过流无效。
为了防止取样、误差放大器开路性损坏造成的开关电源失控而形成过压输出，电路中专门设置了稳压管V309。
开关电源工作中V301触点开路或VT301失效、开路，必然引起VT302、VT303截止，脉宽调制器开路失效，VT304将处于C313、R314设定最大脉宽的振荡状态，输出电压将大幅升高，致使VT304热击穿。
加入V309后，可在上述情况下将VT302基极电压钳位于其稳压值，使VT302、VT303有一定导通电流，限制VT304最大脉宽，输出电压的超压程度可以被限制在40％左右,不致造成开关电源大面积损坏。
2.5.2 自激式隔离开关电源稳压性能的改善自激式隔离开关电源由于自激式的固有特点，改进稳压性能成为主要工作。
改进首先从稳压器正反馈量入手，试图在输入电压或负载电流变化时，将开关管正反馈量限制在一定范围内，使低输入电压大负载电流时，有正常的正反馈量；当输入电压升高或负载电流减小时，抑制正反馈量的升高，达到扩大稳压性能的目的。
最具代表性的电路是正反馈脉冲钳位电路，这种电路不仅可抑制U in对驱动电流的影响，对负载变动也有补偿作用。
其局部电路见图2-12。
其电路原理是：当U in在下限范围内时，调节R2的阻值，可得到理想的I B，使VT工作于正常的开关状态。
随着U in的上升，绕组N b的感应电势也呈比例上升，开关管VT的I B增大。
当U in升到一定程度时，绕组N b感应脉冲经二极管V整流后，使稳压管VS反向击穿，将正反馈脉冲的峰值钳位于0.6 V+U VS。
从此点开始，VT的驱动电流在一定范围内保持不变，从而避免了U in的升高使VT过饱和。
由于此类电路受稳压管最大电流的限制，稳压范围有限，可控制的I B 范围较小，因此只适合在30 W以下的小功率开关电源中应用。
图2-12 正反馈脉冲钳位电路局部图上述电路经改进后，成为恒流驱动电路。
其正反馈部分局部图见图2-13。
电路中设有两路正反馈支路，第一路是由R1、C1组成的普通RC正反馈电路，其中R1取值较大，C1取值较小。
此正反馈支路作为开关电源输入电压为额定值以上时的正反馈量设定，使输入电压上限时，正反馈量增大也不会使开关管进入饱和状态。
第二路正反馈支路，是由二极管V和VT2、VS组成的线性稳压器，构成恒流源。
当输入电压低到使N b感应脉冲峰值小于VS稳压值时，VS截止，VT2等效于阻值为R2／(1+β)的电阻，与V构成辅助正反馈电路。
在低电压下，两路正反馈支路为VT1提供足够的正反馈量，维持开关电源正常工作。
当输入电压升高时，VS产生齐纳击穿，将VT2输出电流稳定于此点上，即使输入电压持续上升，此路的正反馈电流也维持不变。
恒流驱动电路通过线性稳压方式来稳定开关管基极与发射极的驱动电流，它是目前自激式隔离开关电源普遍采用的电路。
图2-13 恒流驱动电路正反馈部分局部图2.5.3 双路PWM控制系统为了提高稳压效果，自激式开关电源中又出现了双路或多路PWM控制系统。
双路脉宽调制的控制思路是，为了扩大脉宽调制器的控制能力，采用两只脉宽控制管和两路独立的控制电路。
因为两路PWM电路同时出现故障的机会极小，所以不仅提高了控制能力，可靠性也大为提高。
图2-14为双路PWM电路的基本电路。
其工作原理是：电路接通电源后，R1向开关管VT1提供启动偏置，脉冲变压器TC绕组⑥-⑤输出脉冲，经C1、R2，向VT1提供正反馈电流，使VT1完成振荡和开关过程。
VT2和VT4组成主PWM系统，TC的绕组⑤-⑥构成专用于取样的副绕组，其输出脉冲经V2整流, C3滤波，得到正比于VT1导通脉宽的整流电压。
VT4为误差检出及放大器，其基极由电阻R5、R7分压得到取样电压，其发射极由R9提供电压，经VS稳定后作为取样电路基准电压。
由VT1的B-E极检出的误差电压，经VT4放大后，形成与误差电压成正比的集电极电流。
当VT1导通时间过长、U in升高或负载电流减小时，C3上电压将升高，使VT4集电极电流增大。
由于VT4的集电极电流构成VT2的偏置电流，因此VT2的集电极电流也随之增大, 使VT1基极电流分流增大，I B 减小，VT1提前进入I B·β<I C的状态，I B失去对I C的控制能力，I C立即下降，VT1提前截止，存储于T绕组①-③的磁能减小，输出电压下降。
此部分电路当U in变化范围不大时，可以维持输出电压的稳定。
图2-14 双路PWM电路的基本电路在双路PWM控制系统中，为了使开关电源的稳压范围向输入电压下限和负载电流的上限扩展，电路中TC取样绕组④-⑤与初级绕组①-③选取较大的匝数比，目的是使开关电源的自激振荡电路在输入电压下限和负载电流上限能正常工作。