12V开关电源电路工作原理分析
12v开关电源工作原理
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12v开关电源工作原理
12V开关电源是一种电源供应装置,其工作原理基于开关电源的运行原理,主要包括以下几个核心组成部分:输入滤波器、整流器、滤波器、开关变换器、稳压器和输出滤波。
首先,输入滤波器用来对输入电源进行滤波,去除电源中的杂波和干扰信号,以保证电源工作的稳定性和可靠性。
接下来,整流器将滤波后的交流电源转换为直流电源,常用的整流方式有整流桥和整流电路等。
然后,滤波器对整流后的直流电进行二次滤波,以进一步平滑输出电压,减小输出波纹和杂散信号。
之后,开关变换器是整个开关电源的核心部分,它将输入直流电压变换为高频脉冲信号,并通过开关元件(如晶体管或MOS管)进行调控。
开关变换器的工作周期主要包括两个阶段:导通和关断。
在导通阶段,开关元件导通,将输入电压传导给输出端,同时能量储存在电感中。
在关断阶段,开关元件关断,输出端电感储存的能量释放给输出电路,从而产生稳定的输出电压。
为了确保输出电压的稳定性,稳压器在输出端对电压进行调节和控制。
常见的稳压方式有线性稳压和开关稳压等。
最后,输出滤波器用来去除输出电路中的高频噪声和杂波,确保输出电压的纯净性和稳定性。
通过以上的工作原理,12V开关电源可以将输入电源转换为稳定的12V直流电,并提供给相应的电子设备或电路进行工作。
开关电源的工作原理
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开关电源的工作原理开关电源是一种现代电源转换技术,已经广泛应用于各种电子设备中,如计算机、手机、电视等。
相比传统线性电源,开关电源具有更高的效率、更小的体积和更轻的重量,因此备受青睐。
下面将介绍开关电源的工作原理。
1. 整体结构开关电源主要由输入滤波电路、整流桥、直流滤波电路、开关变换器、控制电路和输出稳压电路等部分组成。
其中,开关变换器是整个开关电源的核心部件,主要由主开关管、变压器和输出整流滤波电路构成。
2. 工作原理开关电源的工作原理可以分为两个主要阶段:变换器的导通状态和关断状态。
变换器导通状态1.当输入电压加电后,经过输入滤波电路进行滤波处理后,进入整流桥,将交流电转换为脉冲信号。
2.脉冲信号进入开关变换器后,主开关管导通,电流通过变压器,产生磁场。
3.变压器的磁场会通过耦合效应将能量传递给输出端,经过输出整流滤波电路后,得到稳定的直流电压。
变换器关断状态1.主开关管关断,磁场能量释放,产生感应电动势,继续供电给输出端。
2.控制电路会监测输出端电压情况,若电压低于设定值,则触发主开关管再次导通,进行下一个工作周期。
3.控制电路根据输出端电压情况动态调整开关管的导通时间,以保持输出电压稳定。
3. 特点与优势开关电源相比线性电源具有以下特点和优势:1.高效率:开关电源利用高频开关原理,能够降低能量损耗,提高整体效率。
2.体积小巧:采用高频开关技术,使得开关电源可以更小型化,更适用于各种小型电子设备。
3.稳定输出:通过控制电路的精确调节,开关电源能够稳定输出所需的电压和电流。
4.节能环保:由于高效率的特点,开关电源的节能效果显著,有助于减少电能消耗和环境污染。
4. 结语开关电源作为一种先进的电源转换技术,具有高效、稳定、小型化等优势,广泛应用于各种电子设备中。
了解开关电源的工作原理有助于我们更好地理解其工作过程,也有助于我们在实际应用中更好地设计和维护电子设备。
希望本文对您有所帮助。
12V开关电源电路原理图
![12V开关电源电路原理图](https://img.taocdn.com/s3/m/32181663783e0912a2162a3d.png)
+12V、0.5A单片开关稳压电源电路+12V、0.5A单片开关稳压电源的电路如图所示。
其输出功率为6W。
当输入交流电压在110~260V范围内变化时,电压调整率Sv≤1%。
当负载电流大幅度变化时,负载调整率SI=5%~7%。
为简化电路,这里采用了基本反馈方式。
接 通电源后,220V交流电首先经过桥式整流和C1滤波,得到约+300V的直流高压,再通过高频变压器的初级线圈N1,给WSl57提供所需的工作电压。
从次级线圈N2上输出的脉宽调制功率信号,经VD7、C4、L和C5进行高频整流滤波,获得+12V、0.5A 的稳压输出。
反馈线圈N3上的电压则通过 VD6、R2、C3整流滤波后,将控制电流加至控制端C上。
由VD5、R1,和C2构成的吸收回路,能有效抑制漏极上的反向峰值电压。
该电路的稳压原理分 析如下:当由于某种原因致使Uo↓时,反馈线圈电压及控制端电流也随之降低,而芯片内部产生的误差电压Ur↑时,PWM比较器输出的脉冲占空比D↑,经过 MOSFET和降压式输出电路使得Uo↑,最终能维持输出电压不变。
反之亦然。
为了抑制初、次级之间的共模干扰,在N2、N3的同相端还并联一只1500pF/2kV的高压陶瓷电压C6。
VD5可以选用 UF4005(1A/600V)型超快恢复二极管。
VD6选1N4148型硅高速开关二极管。
VD7须采用3A/40V以上的肖特基二极管,可选B82— 004型(15A/40V)。
C2宜选2200pF/1kV的高压陶瓷电容。
R1为C2的泄放电阻,可防止断电后在C2上积累的电荷形成高压。
为降低空载电压,在输出端并联一只 560Ω的最小负载电阻。
高频变压器可选国产E-20型铁氧体磁心。
其截面积Sj=0.25cm2。
绕制方法应为先绕N1,再绕N2,最后绕N3,并需注意线圈的极性。
各绕组所用漆包线的线径与匝数已标明在图中。
开关电源工作原理详解析及三极管开关电路图原理及设计详解
![开关电源工作原理详解析及三极管开关电路图原理及设计详解](https://img.taocdn.com/s3/m/a1fa6307360cba1aa911da58.png)
PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。
本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。
●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。
最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”)配图1:标准的线性电源设计图配图2:线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。
对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。
由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。
此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。
由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。
开关电源工作原理
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开关电源工作原理目前常见的电源在主要有两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。
一、线性电源线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。
工作过程:先将220 V市电通过变压器转为低压交流电,比如说12V,然后再通过一系列的二极管或整流桥堆进行整流,将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);再通过电容对脉动电压进行滤波,经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),要想得到高精度的稳定的直流电压,还需要稳压二极管或者电压反馈电路调整输出电压。
最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”).配图1:标准的线性电源设计图配图2:线性电源的波形线性电源的优点:纹波小,调整率好,对外干扰小。
适合用于模拟电路,各类放大器等低功耗设备.线性电源的缺点:体积大,笨重,效率低、发热量也大.需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。
对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。
二、开关电源开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。
开关电源的工作原理,简单的说是将交流电先整流成直流电,再将直流逆变成交流电,再整流输出成所需要的直流电压。
①交流电源经整流滤波成直流;②通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管进行高速的导通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给开关变压器进行变压;③开关变压器次级感应出高频交流电压,经整流滤波变成直流电供给负载;④输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.开关电源的主要优点:体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
12V4a直流开关电源原理图
![12V4a直流开关电源原理图](https://img.taocdn.com/s3/m/461a31e8172ded630b1cb6e4.png)
12V4a直流开关电源原理图由MC33374T/TV构成的12V/4.2A 50W开关电源的电路如图所示。
其交流输入电压u的允许变化范围为92~276V。
整流桥VD1~VD4采用4只1N5406型3A/600V的硅整流管。
初级保护电路由RC吸收电路(R2、C2)和钳位电路(VDz、VD5)构成,能有效地抑制因高频变压器存在漏感而产生的尖峰电压,保护C33374内部的功率开关管不受损坏。
VDz采用P6KE200A型瞬变电压抑制二极管(TVS),其反向击穿电压UB=200V。
VD5选用的是MURl60型超快恢复二极管(SRD)。
C5为Vcc端的旁路电容。
S 为控制开关稳压电源通、断状态的按键。
S上串接R7后,能提高模式转换的可靠性。
VD6与C6组成反馈线圈输出端的高频整流滤波器。
次级高频整流管采用大电流、低压降的肖特基二极管,型号为MBR20100CT(20A/100V)。
此管属于共阴对管,两个负极(阴极)在内部短接,使用时需将两个正极(阳极)在外部连通,进行并联。
由C8、C11、L、C12和C13组成输出滤波电路。
鉴于滤波电感L的电感量很小,仅为5.0μH,而大容量滤波电容C8、Cl1上存在的等效电感Lo,会直接影响到实际电感量从L变成L+Lo,因此需将馈线圈N3用声φ0.55mm漆包线绕7匝,并应绕在骨架的中间位置,以减小漏感;然后也绕两层聚脂薄膜。
铁氧体磁心型号为E25。
为防止发生磁饱和现象,在两个E形磁心之间应留出0.43mm的空气隙。
开关电源工作原理超详细解析
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开关电源工作原理超详细解析第1页:前言:PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。
本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。
●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC 直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。
最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”)配图1:标准的线性电源设计图配图2:线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。
对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC 市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。
由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。
此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。
由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。
12v充电器电路原理
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12v充电器电路原理
12V充电器电路原理
本文介绍了12V充电器的电路原理和工作过程。
充电器是一种将交流电转换为直流电的设备。
12V充电器用于将电源的交流电转换为12V的直流电,以供电池或其他设备
充电使用。
充电器的主要组成部分是变压器、整流器和滤波电路。
变压器是将输入电压变换为所需输出电压的关键部件。
在12V 充电器中,输入电压一般为220V交流电,经过变压器的变换,输出电压变为12V。
整流器是将输入的交流电转换为直流电的元件。
常见的整流器有二极管整流器和桥式整流器。
在12V充电器中,通常采用
桥式整流器来实现交流电到直流电的转换。
滤波电路用于去除直流电中的脉动电压,使得输出电压更加稳定。
常见的滤波电路有电容滤波和电感滤波。
在12V充电器中,通常采用电容滤波电路,通过连接一个电容器来平滑输出电压,减小脉动幅度。
除了上述的主要组成部分,充电器电路中还包括保护电路,用于保护充电器和充电设备免受过载、短路和过电压等异常情况的损坏。
在工作过程中,充电器将输入的交流电经过变压器变压、整流器整流、滤波器滤波和保护电路保护,最终输出稳定的12V 直流电,以供电池或其他设备充电使用。
总之,12V充电器通过变压器、整流器、滤波电路和保护电路等组成部分,将输入的交流电转换为稳定的12V直流电,以供电池或其他设备充电使用。
开关电源的结构和基本原理
![开关电源的结构和基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/0f490a59e97101f69e3143323968011ca300f73a.png)
电路构造
抗干扰电路(EMI) 整流滤波电路 开关电路 PFC电路 保护电路
PFC电路
PFC(Power Factor Correction)即“功率因数校正”,主要用来表 征电子产品对电能旳利用效率。功率因数越高,阐明电能旳利用 效率越高。经过CCC认证旳电脑电源,都必须增长PFC电路。
PC电源采用老式旳桥式整流、电容滤波电路会使AC输入电流产生 严重旳波形畸变,向电网注入大量旳高次谐波,所以网侧旳功率 因数不高,仅有0.6左右,并对电网和其他电气设备造成严重谐波 污染与干扰。
开关电路——关键部分
关键元件:PS-ON、精密稳压电路 、 PWM 控制芯片、推动管(由两个 三极管构成)、驱动变压器、主开关变压器
原理:由推动管和PWM (Pulse Width Modulation)控制芯片构成振荡 电路,产生高频脉冲
待机时,主板启闭控制电路旳电子开关断开, PWM 控制芯片封锁调制 脉宽输出,使T2推动变压器,T1主电源开关变压器停振,停止提供输出 电压。
EMI电路
整流滤波电路
高压整流滤波电路由一种全桥(由四个二极管构成) 和两个高压电解电容构成。把220V交流市电转换成 300V直流电。
低压整流滤波电路由二极管和电解电容构成(12V使用 快恢复管,5V和3.3V使用肖特基管 ),如图。
辅助电源电路
关键元件:辅助电源开关管、辅助电源变压器、三端稳压器 300V直流电经过辅助电源开关管成为脉冲电流,经过辅助电源变压器输出 二组交流电压,一路经整流 、三端稳压器稳压,输出+5VSB,加到主板上 作为待机电压;另一路经整流滤波,输出辅助+12V电源,供给PWM等芯 片工作。
输入电压能够从90V到270V; 高于0.99旳线路功率因数,并具有低损耗和高可靠等优 点; 有源PFC电路可用作辅助电源,而不再需要辅助电源变 压器; 输出不随输入电压波动变化,所以可取得高度稳定旳 输出电压; 有源PFC输出DC电压纹波很小,且呈100Hz/120Hz(工 频2倍)旳正弦波,所以采用有源PFC旳电源不需要采 用很大容量旳滤波电容。
220v转12v直流开关电源原理
![220v转12v直流开关电源原理](https://img.taocdn.com/s3/m/d8d1f9ad541810a6f524ccbff121dd36a22dc476.png)
220V转12V直流开关电源原理1. 前言目前,随着电子产品的广泛应用,开关电源已经成为了电子设备中的重要组成部分。
而220V转12V直流开关电源作为一种常见的电源类型,在家庭、商业和工业领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍220V 转12V直流开关电源的原理及工作原理。
2. 220V转12V直流开关电源的组成部分220V转12V直流开关电源主要由以下几个部分组成:- 输入滤波电路- 整流桥- 输入电容- 升压电路/降压电路- 电流限制电路- 输出滤波电路- 控制电路3. 原理及工作原理当交流电源输入到220V转12V直流开关电源时,经过输入滤波电路,去除输入电源的噪声和干扰,然后经过整流桥进行整流,转换为直流电源。
经过输入电容进行滤波,并且将电压稳定在一定范围内。
随后,电压进入升压电路或降压电路,在升压电路中,通过高频开关管将输入的电压升高,然后经过变压器将电压转换为12V直流电压;在降压电路中,通过高频开关管将输入的电压降低,然后经过整流滤波电路输出12V直流电压。
在输出电路中,经过电流限制电路对输出电流进行限制,以保护电路和设备的安全性。
通过输出滤波电路对输出电压进行滤波处理,减小输出波形的纹波。
控制电路根据需要对开关管的开启和关闭进行控制,以稳定输出电压。
4. 220V转12V直流开关电源的优点- 高效率:开关电源相对于传统的线性电源,具有高功率转换效率和低热损耗。
- 小体积:开关电源具有体积小、重量轻的特点,便于在各种电子设备中应用。
- 输出稳定:通过控制电路对开关管的精确控制,输出电压和电流更加稳定可靠。
- 适应性强:能够适应不同输入电压和输出电压的要求,具有较强的适应性。
5. 结语220V转12V直流开关电源作为一种常见的电源类型,在电子设备中具有重要的应用。
通过了解其组成部分、原理及工作原理,以及其优点,我们能更好地理解这种电源的特点和应用范围。
希望本文能对读者有所帮助。
在前文中我们已经了解了220V转12V直流开关电源的基本原理和工作原理,以及其优点。
常见12V、24V典型开关电源原理分析与检修。
![常见12V、24V典型开关电源原理分析与检修。](https://img.taocdn.com/s3/m/24b251c748649b6648d7c1c708a1284ac850051e.png)
常见12V、24V典型开关电源原理分析与检修。
某LED液晶电视采用三合一板,其开关电源在通电后就输出12V、24V电压,实绘电路如下图所示。
一、工作原理分析通电后220V交流市电通过保险丝FB1及LCB1、CXB1、LCB2滤除高频干扰后由二极管DB1~DB4桥式整流、电容EB1(100μF/400V)滤波,产生约300V直流电压。
300V电压通过开关变压器TB101的初级绕组N1加到开关管QB101的漏极。
市电经整流桥DB1~DB4中的一只二极管半波整流后,通过启动电阻RB101、RB102送到UB101(丝印号为3ER)⑤脚,开关电源启动,TB101的N2绕组中产生的感应电压,经RB114限流、二极管DB104整流、EB106滤波,产生约15V直流电压,加到UB101⑤脚,取代启动电压。
N3绕组两端产生的感应电压,经二极管DB101整流、EB101滤波后产生12V直流电压,一路供给DC-DC转换电路,另一路供给液晶屏。
N4绕组两端产生的感应电压,经并联的两只二极管DB105、DB103整流、EB109滤波后产生约24V直流电压,供给背光电路。
稳压过程:当12V电压升高时,由RB135、RB134组成的分压电路取样电压升高,即三端精密稳压块UB102的R极电压升高,则K 极电压下降。
光耦PCB101的①、②脚内部发光二极管发光增强,其③、④脚内部的光敏三极管导通程度加强,UB101的②脚电压下降,③脚输出的驱动脉冲占空比下降,QB101在一个周期内的导通时间变短,TB101储能减少,次级输出的电压下降,从而达到稳压的目的。
当12V电压下降时,其稳压过程与上述相反。
尖峰吸收电路由C114、RB122~RB125、 DB106 组成。
UB101引脚功能如下:①脚接地、②脚反馈电压输入、③脚功率检测输入、④脚开关管电流检测输入、⑤脚供电输入、6脚驱动脉冲输出。
UB101可换用丝印号为273H20、273H11、LEP35等芯片。
求助12v开关电源的启动原理
![求助12v开关电源的启动原理](https://img.taocdn.com/s3/m/08a81d97f424ccbff121dd36a32d7375a417c6b0.png)
求助12v开关电源的启动原理下图是一个很常见的开关电源的电路图,tl494的12脚供电脚经过一个整流二极管联到t1次级的6脚,但是这个时候电源没有启动次级没有电压如何给tl494供电,那位大神知道的麻烦解释下通过R4,R39,R2,R40等实现的我在网上搜索了下,有人也说是自激启动,但是就是不知道原理引号里面是别人说的“开机瞬间,因晶体管参数的不一致性,V1,V2不会同时导通,电流流过变压器,二次侧有电压输出,给TL494提供电源,接着小变压器推动V1,V2维持电路正常工作,就是自激振荡。
”上管V1和R39、R4上偏置,R5下偏置,下管V2和R40、R8上偏听偏置,R9下偏置,由于元件有误差,一上电的时候在C5、C6上充满了电压,从R39和R4加到V1的基极,再通过R5和R40、R8加到V2的基极,和R9形成下管的分压,由于V1和V2放大倍数有差异,就有可能有一个管先导通,假设V1先导通,电流从C5的上端到R39到R4到V1基极到发谢极到T2的6脚流到T2的8脚,再到T1的9脚入从T1的8脚出进C7的上端,回到C5的负端形成了回路,当电流从T2经过6脚和8脚,T2的6、8、9脚都是同名端,T2的10脚就会感应出10+6-的电压,使V1快速饱和,C7上充满了1/2的电源电压,由于V1导通时在T2的7脚到9脚也感应出7+9-的电压V2反偏,不能导通。
当V1饱和时,由于集电极电流不能突变,T2的感应就会慢慢消退,电感反转,在T2的7脚和9脚感应出7+9-的电压,使V2导通,同时在T2的10和6脚感应出10-6+的反向电压,使V1反偏而截止,在V2导通时,电流从C6正极到C7到T1的8脚,再到T1的9脚,到T2的8脚到T2的6脚,经V2集电极到发谢极到C6的负端完成了一个周期的导通,由于V2的导通电流回路刚好和V1相反,所以,当V2完全导通后,V2集电极的电流不能突变,在T2的感应就会消退,在T2的10脚和6脚就会感应10+6-的电压,使V1重新导通,这样周而复始的财通和截止,使C7的电充电和放电在T1的9脚和8脚上,形成了正负半周的完整电流,在T1的6脚和7脚感应出电压到D9和D10整流,C9虑波到TL494的12脚,TL494得到起动电压后完成了起动!。
12V10A开关电源设计论文
![12V10A开关电源设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/99e19b4c7dd184254b35eefdc8d376eeafaa1768.png)
12V10A开关电源设计论文
标题:12V10A开关电源设计与研究
摘要:
本论文旨在设计与研究一种输出电压为12V、输出电流为10A的开关电源。
通过对开关电源的原理、构成以及设计细节的分析,我们展示了其电路设计、PCB布局和关键部件选取等关键步骤。
实验结果表明,所设计的开关电源可以有效稳定输出12V的电压和10A的电流,满足实际应用需求。
本论文对于学术研究者和工程技术人员在设计类似产品时具有一定的参考价值。
关键词:开关电源、设计、PCB布局、电路、稳定
第一章:引言
1.1研究背景
1.2研究目的
1.3研究内容
1.4研究方法
第二章:开关电源原理和构成
2.1开关电源基本原理
2.2开关电源构成要素介绍
2.3常见的开关电源拓扑结构
第三章:开关电源设计步骤
3.1输出电压和电流要求确定
3.2开关电源电路设计
3.3PCB布局设计
3.4关键部件选取
第四章:实验与结果
4.1实验设备与条件
4.2实验步骤
4.3实验结果分析
第五章:开关电源设计的改进及应用展望5.1设计改进
5.2应用展望
第六章:总结与展望
6.1总结
6.2存在问题及展望。
12v适配器工作原理
![12v适配器工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ab28eb110166f5335a8102d276a20029bc64637f.png)
12v适配器工作原理12V适配器工作原理适配器是一种将交流电转换为直流电的设备。
12V适配器是一种输出电压为12V的适配器,广泛应用于各种电子设备中。
下面将介绍12V适配器的工作原理。
1. 电源输入:12V适配器的输入端通常为交流电源,其电压一般为220V交流电。
交流电经过适配器的输入端后,进入到适配器的内部电路。
2. 整流滤波:适配器内部的整流滤波电路将输入的交流电转换为直流电。
整流电路通常由整流桥和电容器组成,整流桥将交流电的正半周和负半周分别转换为直流电,并通过电容器进行滤波,使输出电压更加稳定。
3. 变压器:在适配器的内部,还会有一个变压器。
变压器的作用是将输入电压变换为适合设备工作的电压。
对于12V适配器来说,变压器会将高压的直流电转换为12V的直流电输出。
4. 稳压电路:为了保证输出电压的稳定性,适配器中还会有一个稳压电路。
稳压电路根据输出电压的波动情况,调整电路中的元件,以保持输出电压的稳定。
5. 过载保护:为了保护设备和适配器本身,12V适配器还会设计过载保护电路。
当设备所需的电流超过适配器所能提供的最大电流时,过载保护电路会自动切断电源,以避免适配器过载损坏。
6. 绝缘和安全保护:在适配器的设计中,还会考虑到绝缘和安全保护的问题。
适配器的内部电路和外部电路之间会采取绝缘措施,以避免电气短路和触电危险。
此外,适配器还会通过一些安全保护装置,如过流保护和过热保护,来确保使用过程中的安全性。
总结:12V适配器的工作原理是将输入的交流电转换为输出的直流电,通过整流滤波、变压器、稳压电路等组成。
适配器还具备过载保护、绝缘和安全保护等功能,以确保设备和适配器本身的安全。
了解12V适配器的工作原理有助于我们更好地理解和使用适配器,同时也有助于我们在选购适配器时做出明智的选择。
开关电源的原理分析与维修
![开关电源的原理分析与维修](https://img.taocdn.com/s3/m/e170754edd3383c4bb4cd2f6.png)
稳压调整电路
当电网电压或负载电流发生变化 时,滤波电路输出的直流电压的 幅值也将随之变化,因此,稳压 调整电路就是通过控制调整管的 两端压降使输出的直流电压基本 上不随交流电网电压和负载的变 化而变化。简单的小型稳压元件 如78XX系列稳压IC
2、开关电源
开关电源就是电网交流电压(220V)直接 整流滤波后得到+300V左右的电流电再通过 电路控制开关管进行高速的导通与截 止.将+300V直流电转化为高频率的交流电 提供给变压器进行降压!
但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压 器,所需的滤波电容的体积和重量也相 当大,而且电压反馈电路是工作在线性 状态,调整管上有一定的电压降,在输 出较大工作电流时,致使调整管的功耗 太大,转换效率低,还要安装很大的散 热片。这种电源不适合大型紧密的电子 设备的需要,将逐步被开关电源所取代。
线性电源的组成
整流滤波
开关变压器次级感应出的高频电压,经电 感电容整流滤波后输出+24V。
反馈
输出部分通过分压取样电路反馈给放大电 路与基准电压进行比较放大后控制脉宽调 制方波占空比,以达到稳定输出电压的目 的。
从图中可以看出,交流220V市电经直接整流和 初步滤波后成为末稳直流电压。该电压经T2初 级和开关调整管VT形成回路。由于开关调制而 工作于开关状态,所以通过T2初级线圈的电流 为脉冲电流,此电流经T2变换成为所需的电压, 经整流滤波而成为输出电压Vo。
线性电源
线性电源主要包括工频变压器、输出整流 滤波器、控制电路、保护电路等。
线性电源
线性电源是先将交流电经过变压器变压后, 再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直 流电压,最后经过调整管调整后输出稳定 的直流电压。
要达到高精度的直流电压,必须经过电 压反馈调整输出电压,这种电源技术很 成熟,可以达到很高的稳定度,波纹也 很小,而且没有开关电源具有的干扰与 噪音。
(ACDC)直流12V开关稳压电源
![(ACDC)直流12V开关稳压电源](https://img.taocdn.com/s3/m/3cd5d6eab8f67c1cfad6b844.png)
××××××大学毕业设计直流12V开关稳压电源设计The Design of DC 12V Switching PowerSupply**** 届××××系专业×××××××××学号 ********学生姓名×××指导教师×××完成日期 ****年*月**日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着电的出现和发展,人类的各种活动与电力电子设备日益密切,所有的电子设备都以电源为基础。
以90年代为转折,各种电子、电器设备开始进军人类社会的各个领域。
开关稳压电源以小型,轻量和高效率的特点被广泛应用于电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今垫电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
主要有以下几种功能:稳定电压,多功能综合保护,尖脉冲抑制,隔离传导性EMI电磁干扰,防雷等。
本设计讲述了开关电源的发展背景,设计过程。
首先设计开关电源的主电路图,通过Protel 99 se画出原理图,再计算出各个元器件的参数,主要是变压器的选用,最后通过原理图用Protel 99 se画出PCB板图,焊接完成实物并检测。
由实验结果表明,该电源结构简单、运行可靠,输出稳定。
关键词:开关电源单端反激高频变压器TOPSwitch PWM控制器AbstractWith the emergence and development of power, human activities increasingly close and power electronic devices, all electronic devices are power-based. 90 years as a turning point, a variety of electronic, electrical equipment, began to enter all areas of human society.Switching power supply with small, lightweight and high-efficiency features are widely used in a variety of computer-driven terminals, communications equipment, such as almost all electronic devices, is today the rapid development of electronic information industry pad indispensable to a power mode. There are the following features: stable voltage, multi-functional integrated protection, spike suppression, isolation conductive EMI electromagnetic interference, lightning protection and so on.The design describes the development background of switching power supply, the design process. First, the main circuit switching power supply design, drawn by Protel 99 se schematic, and then calculate the parameters of the various components, mainly the selection of the transformer, and finally through the schematic drawing with Protel 99 se PCB board map, physical completion of the weld and detection.The results show that the power structure is simple, reliable, stable output.Key words:Switch mode power supply Single flyback High frequency transformer TOPSwitch PWM目录第1章绪论 (1)1.1课题的选择 (1)1.2开关电源的发展现状以及发展方向 (1)1.3课题的研究内容简介 (3)第2章开关电源原理及设计方案 (4)2.1开关电源 (4)2.1.1开关电源分类 (4)2.1.2开关电源的控制方式 (5)2.1.3开关电源工作原理 (5)2.1.4开关电源的特点 (5)2.1.5反激式开关电源 (6)2.2单片开关电源 (7)2.2.1单片开关电源概念 (7)2.2.2单片开关电源典型电路 (7)2.2.3反馈类型 (8)2.2.4TOP255PN工作原理 (8)2.2.5PWM部分 (10)2.2.6引脚及功能 (11)2.3主电路图 (11)第3章12V开关稳压电源参数计算 (12)3.1简单介绍 (12)3.2参数计算 (12)3.2.1确定总体设计方案和反馈电路类型 (12)3.2.2选择TOP芯片 (13)3.2.3设计高频变压器 (13)3.3各个子电路的分析设计 (14)3.3.1输入整流滤波电路设计 (14)3.3.2钳位保护电路设计 (14)3.3.3高频变压器设计 (14)3.3.4输出整流滤波电路设计 (15)3.3.5反馈电路设计 (15)3.3.6保护电路的设计 (15)第4章Protel的使用 (17)4.1Protel 99 se软件简介 (17)I4.2设计流程图 (18)4.3PCB布线的常见规则 (19)4.3.1电源,地线的处理PCB布线的常见规则 (19)4.3.2降低式抑制噪音表述 (19)4.3.3数字电路与模拟电路的共地处理 (19)4.3.4大面积导体中连接腿的处理 (19)4.3.5布线中网络系统的作用 (20)4.3.6设计规则检查 (20)4.4Protel 99 se检查PCB中的错误 (21)4.4.1原理图常见错误 (21)4.4.2PCB图常见错误 (21)4.5Protel 99 se常用元件库 (21)4.5.1原理图常用库文件 (21)4.5.2常用的PCB库文件 (21)4.6Protel 99 se的常用元件封装 (22)4.7开关电源的PCB设计规范 (23)4.8Protel原理图 (26)第5章PCB板图的制作 (27)5.1制作PCB板图的前期准备工作 (27)5.2PCB板图结构设计 (29)5.2.1PCB板图的布局 (29)5.2.2PCB板图的布线 (29)5.2.3网络和DRC检查和结构检查 (30)5.3PCB电路板的制作过程 (31)5.3.1前期准备工作 (31)5.3.2电路板的印制 (31)第6章焊接与系统调试 (32)6.1开关电源的制作 (32)6.2开关电源的测试 (33)第7章结论与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)附录A 外文资料 (37)附录B 元器件清单 (44)附录C 系统原理图 (46)附录D 系统PCB图 (47)II石家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章绪论1.1 课题的选择电源是电子设备的心脏,是现代电子设备能够正常运行的能量来源。
12V3A(40W)开关电源电路图
![12V3A(40W)开关电源电路图](https://img.taocdn.com/s3/m/f94371e86294dd88d0d26b91.png)
12V3A(40W)开关电源电路图(含相关元件参数)2009-11-23 12:25该开关电源电路图工作原理是: 交流电源经 BR1 全波整流及C1 滤波后产生直流高压V I ,给高频变压器的初级绕组供电. V R1 和D1 能将漏感产生的尖峰电压钳位到安全值以下,并能衰减振铃电压. V R1 采用反向击穿为200V 的瞬态电压抑制器 P6 KE200 , D1 选用1A/ 600V 超快恢复二极管 UF4005. 次级绕组电压通过D1 、C2 、L 1 、和C3 整流滤波,获得12 V 输出电压V o. V o 值是由V R2 的稳压电压V R2以及线性光耦合器中L ED 的正向压降V F 、R1 上的压降这三者之和, 即V O = V R2 + V F + V R1 . R2 和V R2 还为12V 输出提供一个假负载,用以改善轻载时的稳压性能. 反馈绕组电压经 D3 和C4 整流滤波后, 供给TOP224Y所需偏压, 由R2 和V R2 来调节控制端电流,通过改变输出占空比达到稳压目的. 共模扼流圈L 2 能减少由初级绕组接D 端的高压开关波形所产生的共模泄漏电流. C5 不仅能滤除加在控制端上的尖峰电压, 而且决定了自动重启的频率, 还与R1 、R3 一起对控制回路进行补偿. C6 可减少由初级电流的基波与谐波所产生的串模泄漏电流. 在上电过程中,直流高压 V I 建立之后需经过160ms (典型值) 的延迟时间,输出电压V o 才达到12V 的稳定值. 若需增加软启动功能以限制开启电源时的占空比, 使V o 平滑地升高, 应在稳压管V R2 两端并联一只软启动电容 C7. C7 的容量范围是4. 7~47μf . 在软启动过程中 V o 按照一定的频率升高的,能对TOP224Y起到保护作用;在断电时C7 可通过R2 进行放电. 还可以在初、次级之间加一安全电容C8 ,用来滤除加在初次级耦合电容引起的干扰.。
12V5A开关电源的原理与设计
![12V5A开关电源的原理与设计](https://img.taocdn.com/s3/m/4047bd9571fe910ef12df842.png)
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1 绪论 (1)1.1 开关电源的概念和分类 (1)1.1.1 开关电源的概念 (1)1.1.2 开关电源的分类 (3)1.2 开关电源设计中存在的问题与未来发展 (4)1.2.1 开关电源中存在的问题 (4)1.2.2 开关电源的发展趋势 (5)1.3 开关电源设计中的开关电源术语 (5)2 开关电源设计的设计基础 (7)2.1 开关电源的主电路设计 (7)2.1.1 主电路设计 (7)2.2 控制电路设计 (9)2.3 功率因数校正电路设计 (10)2.3.1 有源功率因数校正峰值 (10)2.4 其它软开关技术应用及发展概况 (11)3 开关电源的设计基础 (13)3.1 12V5A开关电源适配器芯片CR6850C (13)3.1.1芯片工作原理 (13)3.1.2 芯片应用 (18)3.2 开关电源电路分析 (28)4 开关电源仿真设计 (29)4.1 开关电源仿真分析 (29)4.1.1仿真分析波形图 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1 绪论1.1 开关电源的概念和分类1.1.1 开关电源的概念开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET 构成。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
按照电子理论,所谓AC/DC就是交流转换为直流;AC/AC称为交流转换为交流,即为改变频率;DC/AC称为逆变;DC/DC为直流变交流后再变直流。
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12V开关电源电路工作原理分析该开关电源属于小功率开关电源,输入220V交流市电,输出12V直流电,最大输出电流1.3A,主要应用于小型设备的供电,比如楼宇监控设备等。
其电原理图如图1所示。
其控制核心器件为脉宽调制集成电路TL3843P(内含振荡器、脉宽调制比较器、逻辑控制器,具有过流、欠压等保护控制功能,最高工作频率可达500MHz.启动电流仅需ImA)。
各引脚功能如下:(1)脚是内部误差放大器的输出端,通常与(2)脚之间有反馈网络,确定误差放大器的增益。
(2)脚是反馈电压输入端,作为内部误差放大器的反相输入端,与同相输入端的基准电压(+2.5V)进行比较,产生误差控制电压,控制脉冲宽度。
(6)脚过流检测输入端,当接人的电压高于1V时,禁止驱动脉冲的输出。
(4)脚为RT/RC定时电阻和电容的公共接人端,用于产生锯齿振荡波。
(5)脚为接地端。
(6)脚为脉宽可调脉冲输出端。
(7)脚为工作电压输入端(10V>Vi≤30V)。
(8)脚为内部基准电压(VREF=5v)输出端。
图1 开关电源原理图
一、输入与整流电路
220V交流市电经O.IA保险管Fl及正温度系数热敏电阻PT1进入交流输入电路,交流输入电路由Cl和L构成,为一低通滤波器。
其主要作用是抗干扰、抑制杂波。
它既阻止市电网中高频干扰脉冲进入开关电源电路,叉阻止开关电源产生的高频干扰谐波进入市电网。
经过低通滤波器滤除了高频杂波的220V交流电,由ED1全桥整流。
C2滤波后,在
C2两端得到约300V的直流电压。
该电压经开关变压器初级线圈后作为功率开关管Ql的工作电源;经R2到电容C4作为脉宽调制集成电路TL3843P的启动电源。
二、启动与稳压电路
经整流滤波的300V电压:一路经开关变压器Tl的1~2绕组加到功率开关管Ql(K3326)的漏极,另一路经启动电阻R2加到U1(TL3843)的(7)脚,作为主控制芯片TL3843P的启动电源。
在电路加电的瞬间300V通过R2对C4进行充电,当Ul的(7)脚电压达到10V以上时,Ul的(8)脚输出5v基准电压,同时TL3843P内部的振荡电路开始工作,(6)脚输出工作脉冲,通过R4驱动开关管01工作,这时开关管工作于开关状态。
工作频率主要由R8和C6决定,本电路R8为15kΩ。
C6为lOOOpF,其振荡频率约llOkHz.在工作期间,开关变压器Tl的(1)一(2)绕组有高频脉冲电流流过。
由于交流互感的作用,变压器其他绕组也产生不同电压的交流电,其中(3)一(4)绕组经R5限流,D2整流,C4滤波后得到约12V以上的直流电压加到Ul的(7)脚,保证Ul稳定可靠地工作。
Tl的(5)一(6)绕组经D3整流,C12、Ll和Cll组成滤波网络,输出作为负载的直流电压12V.
稳压电路由精密可调基准电压集成器件U3(TLA31)、电阻R16、R18、R17、电位器
R13、电容C13以及光电耦合器U2(PC817)组成。
输出的12V电压经R16与电位器R13及电阻R18分压后加到U3的(1)脚。
当由于某种原因导致输出12V电压升高时。
U3的(1)脚电压升高,(3)脚的电压降低,导致光耦合器U2内部发光二极管的亮度增强,内部光电三极管导通或饱和导通,将Ul内误差放大器的输出电压拉低(甚至为Ov),经内部自动控制电路的作用,自动将(6)脚输出的脉冲宽度调窄,使开关管01的导通时间缩短,从而使电源输出的电压自动降低。
当输出12V电压变低时,其稳压过程与上述正好相反。
与一般电路不同,该电路中由Rll、C8、R7、02、R8、C6组成的RT/CT振荡频率控制电路,可以在负载加重的情况下,使振荡频率降低,直至停振。
当负载加重到过载时。
UI的(1)脚平均电位增高,进而使C8正极电位升高,当C8正极电位升高到接近4.4V时,02的工作状态由饱和状态向截止状态过渡,Q2的C极电位降低直至02截止,锯齿波振荡电路停止工作,控制电路停止输出脉冲,从而起到负载短路保护的作用。
三、保护电路
1.功率管的保护:该保护电路由Rl、C14、D1、R3组成,接在Tl的(1)-(2)绕组间。
由于开关管Ql交替工作在饱和导通与截止状态之间,当开关管由饱和导通变为截止状态时,在(1)-2)绕组之间会产生瞬间反向尖峰电压,如果没有泄放电路,功率管的漏(D)源(s)极很可能会被击穿。
通过该保护电路可以将反向尖峰电压释放掉,从而起到保护功率管的作用。
2.过流保护:电路由R12、R10组成,当功率管的电流突然增大时,电阻R12非对地端电压升高,该电压经R10加到Ul的(3)脚,当电压高于1V时,内部控制电路控制(6)脚停止输出脉冲,使Q1截止。