桥式开关电源的实际电路.ppt

桥式开关电源的实际电路桥式开关电源的实际电路主要内容主要内容n自激型半桥式开关电源实际电路自激型半桥式开关电源实际电路n他激型半桥式开关电源实际电路他激型半桥式开关电源实际电路 n全桥式开关电源实际电路全桥式开关电源实际电路 桥式开关稳压电源概述桥式开关稳压电源概述半桥式半桥式图图4-1半桥式开关稳压电源的基本电路结构半桥式开关稳压电源的基本电路结构(P.223)全桥式全桥式桥式开关稳压电源概述桥式开关稳压电源概述(P.222)图图4-2全桥式开关稳压电源的基本电路结构全桥式开关稳压电源的基本电路结构(P.223)桥式开关稳压电源概述桥式开关稳压电源概述1.桥式开关稳压电源电路的特点桥式开关稳压电源电路的特点(P.222).输出功率大输出功率大.变压器利用率高变压器利用率高.变压器初级无抽头变压器初级无抽头.功率开关管承受的电压高功率开关管承受的电压高.采用降压扩流输出功率采用降压扩流输出功率.串联电容串联电容C3避免开关变压器磁饱和避免开关变压器磁饱和桥式开关稳压电源概述桥式开关稳压电源概述2.桥式开关稳压电源电路的串联耦合电容桥式开关稳压电源电路的串联耦合电容(1).串联耦合电容的选择原则串联耦合电容的选择原则(2).串联耦合电容容量的计算方法串联耦合电容容量的计算方法串联电阻值小，耐压值高串联电阻值小，耐压值高(通常采用通常采用CBB电容电容)桥式开关稳压电源概述桥式开关稳压电源概述2.桥式开关稳压电源电路的串联耦合电容桥式开关稳压电源电路的串联耦合电容(3).串联耦合电容的充电电压的计算方法串联耦合电容的充电电压的计算方法(4).阻尼二极管阻尼二极管功率开关管为功率开关管为MOSFET时不考虑阻尼二极管时不考虑阻尼二极管功率开关管为功率开关管为GTR时必须考虑阻尼二极管时必须考虑阻尼二极管(快恢复开关二极管快恢复开关二极管)自激型半桥式开关稳压电源实际电路自激型半桥式开关稳压电源实际电路图图4-3电流控制型磁放大器半桥式三输出开关稳压电源电路电流控制型磁放大器半桥式三输出开关稳压电源电路(P.226)1.电流控制型磁放大器半桥式三输出开关稳压电源电路电流控制型磁放大器半桥式三输出开关稳压电源电路+5VNSNaNa2KNc自激型半桥式开关稳压电源实际电路自激型半桥式开关稳压电源实际电路图图4-7 300W、12/24/36V幻幻 灯机和投影仪开关稳压电源电路灯机和投影仪开关稳压电源电路(P.229)、12/24/36V幻幻 灯机和投影仪开关稳压电源电路灯机和投影仪开关稳压电源电路自激型半桥式开关稳压电源实际电路自激型半桥式开关稳压电源实际电路3.PS60-2(60W)射灯开关稳压电源应用电路射灯开关稳压电源应用电路自激型半桥式开关稳压电源实际电路自激型半桥式开关稳压电源实际电路图图4-9 400W、36V 幻灯机和投影仪开关稳压电源应用电路幻灯机和投影仪开关稳压电源应用电路(P.231)、36V 幻灯机和投影仪开关稳压电源应用电路幻灯机和投影仪开关稳压电源应用电路5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器山东GD36附图附图17 半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器性能指标性能指标 输入电压：输入电压：170260V；输出电压：；输出电压：44V(可调可调)最大充电电流：最大充电电流：18A；浮充电电流：；浮充电电流：200100mA电路组成电路组成 充电器电路主要由市电整流滤波、自激加他激半桥转换、充电器电路主要由市电整流滤波、自激加他激半桥转换、PWM控制、控制、电压控制、电流控制、输出整流滤波六部分组成。电压控制、电流控制、输出整流滤波六部分组成。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器(1).市电整流滤波市电整流滤波(2).自激加他激半桥输出电路自激加他激半桥输出电路 主要由主要由Ql、Q2、B2、B3等元件组成。等元件组成。接通电源，接通电源，C5、C6上的上的150V电压经电压经R5、R7、R9、R10给开关管给开关管Q1、Q2提供基极偏提供基极偏压。设压。设Q1由于由于R5偏压而微导通，则推动变偏压而微导通，则推动变压器压器B2的的一一绕组感应出极性是绕组感应出极性是脚正、脚正、脚负的电压，于是脚负的电压，于是一一绕组感应出绕组感应出脚脚正、正、脚负电压加到脚负电压加到Ql的发射结，加速的发射结，加速Q1的导通。这是一个十分强烈的正反馈过程，的导通。这是一个十分强烈的正反馈过程，Ql迅速饱和导通。与此同时，迅速饱和导通。与此同时，一一绕组感绕组感应出应出脚正、脚正、脚负的电压，使脚负的电压，使Q2截止。截止。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器 Q1饱和导通后，饱和导通后，150V电压给电压给一一主绕组充电储能，线圈中的电主绕组充电储能，线圈中的电流和由它产生的磁感应强度随时间流和由它产生的磁感应强度随时间线性增加。但当磁感应强度增大到线性增加。但当磁感应强度增大到饱和点饱和点Bm时，电感量迅速减小，时，电感量迅速减小，Q1的集电极电流急剧增加，增加的速的集电极电流急剧增加，增加的速率远大于其基极电流的增加，率远大于其基极电流的增加，VCE升高，于是升高，于是Q1退出饱和进入放大区，退出饱和进入放大区，推动变压器推动变压器B2的的一一、一一、一一绕组感应电压将反向。这又绕组感应电压将反向。这又是一个强烈的正反馈过程，结果是是一个强烈的正反馈过程，结果是Q1截止、截止、Q2饱和导通。此后，这种饱和导通。此后，这种过程重复进行而形成振荡。过程重复进行而形成振荡。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器 自激振荡过程中，自激振荡过程中，B3的次级输出电压经的次级输出电压经D9、D10全波整流、全波整流、C19滤波，建立起滤波，建立起PWM控制电路芯片控制电路芯片TL494所需的工作电源。所需的工作电源。TL494开始工作，于是开始工作，于是Ql、Q2便由自激转为他激，便由自激转为他激，在相位差为在相位差为180的的PWM脉冲驱动下轮流导脉冲驱动下轮流导通。通。B3的次级的次级一一、一一绕组输出电压绕组输出电压经经D15全波整流、全波整流、C21滤波得到滤波得到+44V电压给蓄电压给蓄电池充电。电池充电。D6、D7是两只钳位二极管，保护开关管是两只钳位二极管，保护开关管Q1、Q2。保护机理是泄放。保护机理是泄放B3初级的反激能初级的反激能量和漏感储能，消除反峰电压。当量和漏感储能，消除反峰电压。当Q1由导通由导通变为截止而变为截止而Q2又尚未导通时，又尚未导通时，D7导通，把导通，把反激能量再生给反激能量再生给C6充电；当充电；当Q2由导通变为由导通变为截止而截止而Q1又尚未导通时，又尚未导通时，D6导通，把反激导通，把反激能量再生给能量再生给C5充电。这样，一方面消除了反充电。这样，一方面消除了反峰电压，另一方面因反激能量回送电源而极峰电压，另一方面因反激能量回送电源而极大地提高了电源的效率。大地提高了电源的效率。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器(3).PWM控制控制12 以脉宽调制器以脉宽调制器TL494为核心组成。为核心组成。C12、R19与内部电路形成振荡，当这两只阻与内部电路形成振荡，当这两只阻容元件参数为图标数值时，振荡频率约为容元件参数为图标数值时，振荡频率约为50kHz。脚接脚接+5V，脉冲输出方式被设置，脉冲输出方式被设置为推挽输出，为推挽输出，、脚输出的推挽调宽脉冲，经驱动电路放大后送半桥输出级，控脚输出的推挽调宽脉冲，经驱动电路放大后送半桥输出级，控制制Q1、Q2轮流导通。轮流导通。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器(3).PWM控制控制 R20、R24分压值设定死区控制端分压值设定死区控制端脚的电位，限定最大导通占空比小于脚的电位，限定最大导通占空比小于O45。C18是缓启动电容，接通电源后，是缓启动电容，接通电源后，C18两端电压为零，两端电压为零，脚的电位近似为脚的电位近似为+5V，输出脉冲占空，输出脉冲占空比为零。随着比为零。随着C18的充电，的充电，脚电压逐渐降低，导通占空比逐渐增大，输出电压逐渐受控。脚电压逐渐降低，导通占空比逐渐增大，输出电压逐渐受控。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器(4).电压控制、电流控制电压控制、电流控制 R26和和R27是电压负反馈取样电阻，是电压负反馈取样电阻，R26与与R27分压，对输出电压进行取样，加到分压，对输出电压进行取样，加到TL494的的脚进行电压控制。脚进行电压控制。R3是电流取样电阻，取样电压经是电流取样电阻，取样电压经R13加到加到TL494的的脚脚进行电流控制。电流控制的实质也是控制输出电压。进行电流控制。电流控制的实质也是控制输出电压。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器(5).推挽驱动推挽驱动 由由Q3、Q4、B2等元件组成。这是一种典型的变压器推挽式功率放大电路。等元件组成。这是一种典型的变压器推挽式功率放大电路。D11、D14的作用与的作用与D5、D7相似，保护相似，保护Q3、Q4，把，把B2初级的反激能量回送电源。初级的反激能量回送电源。5.半桥式智能型电动车充电器半桥式智能型电动车充电器(6).充电状态指示充电状态指示 主要由运放主要由运放LM358、LEDl、LED2等元件组成。当充电电等元件组成。当充电电流较大时，电流取样电阻流较大时，电流取样电阻R3上端电压大大低于地电位，上端电压大大低于地电位，LM358的的V2V3，脚脚输出低电平，电池充电指示灯输出低电平，电池充电指示灯LEDl熄灭，熄灭，脚输出高电平，脚输出高电平，充满指示灯充满指示灯LED2点亮。充电点亮。充电过程中的某一期间存在过程中的某一期间存在LEDl、LED2同时点亮的过渡状态。同时点亮的过渡状态。他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路图图4-10他激型半桥式开关稳压电源的电路结构他激型半桥式开关稳压电源的电路结构(P.232)他激型半桥式开关稳压电源的工作原理他激型半桥式开关稳压电源的工作原理1.他激型半桥式开关稳压电源的电路结构他激型半桥式开关稳压电源的电路结构他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路图图4-11他激型半桥式开关稳压电源应用电路他激型半桥式开关稳压电源应用电路(P.233)他激型半桥式开关稳压电源的工作原理他激型半桥式开关稳压电源的工作原理2.他激型半桥式开关稳压电源的原理他激型半桥式开关稳压电源的原理NfNf他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源的工作原理他激型半桥式开关稳压电源的工作原理.电源电路的启动电源电路的启动(P.232).稳压调节过程稳压调节过程.过流保护过流保护.输出滤波输出滤波2.他激型半桥式开关稳压电源的原理他激型半桥式开关稳压电源的原理他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源的工作原理他激型半桥式开关稳压电源的工作原理2.他激型半桥式开关稳压电源的原理他激型半桥式开关稳压电源的原理几个要讨论的问题几个要讨论的问题(P.235).增加输出功率增加输出功率 (倍压整流倍压整流)他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源的工作原理他激型半桥式开关稳压电源的工作原理2.他激型半桥式开关稳压电源的原理他激型半桥式开关稳压电源的原理几个要讨论的问题几个要讨论的问题(P.235).高频功率电容的选择高频功率电容的选择他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源的工作原理他激型半桥式开关稳压电源的工作原理2.他激型半桥式开关稳压电源的原理他激型半桥式开关稳压电源的原理几个要讨论的问题几个要讨论的问题(P.235).防止启动时出现尖峰电压防止启动时出现尖峰电压他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源的工作原理他激型半桥式开关稳压电源的工作原理2.他激型半桥式开关稳压电源的原理他激型半桥式开关稳压电源的原理几个要讨论的问题几个要讨论的问题(P.235).减小驱动功率减小驱动功率Nf几个要讨论的问题几个要讨论的问题(P.235).减小驱动功率减小驱动功率Nf他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源电路的设计他激型半桥式开关稳压电源电路的设计1.一次整流与滤波电路的设计一次整流与滤波电路的设计(P.238)2.开关稳压电源的设计开关稳压电源的设计(P.239)3功率开关变压器的设计功率开关变压器的设计(P.243)他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路多路多路他激型半桥式开关稳压电源电路他激型半桥式开关稳压电源电路(P.248)1.一个主变换器得到多路输出一个主变换器得到多路输出(1).电流和电压都较为对称的正、负两路输出电源电流和电压都较为对称的正、负两路输出电源他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路多路多路他激型半桥式开关稳压电源电路他激型半桥式开关稳压电源电路1.一个主变换器得到多路输出一个主变换器得到多路输出(2).电流和电压不对称的正、负两路输出电源电流和电压不对称的正、负两路输出电源(P.249)他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路多路多路他激型半桥式开关稳压电源电路他激型半桥式开关稳压电源电路1.一个主变换器得到多路输出一个主变换器得到多路输出(3).接入斩波器的多路输出电源接入斩波器的多路输出电源(P.250)他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路多路多路他激型半桥式开关稳压电源电路他激型半桥式开关稳压电源电路1.一个主变换器得到多路输出一个主变换器得到多路输出(4).使用磁放大器的多路输出电源使用磁放大器的多路输出电源(P.250)他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路多路多路他激型半桥式开关稳压电源电路他激型半桥式开关稳压电源电路图图4-26由几个独立的变换器组成的多路输出由几个独立的变换器组成的多路输出(P.252)2.由几个独立的变换器组成的多路输出电源由几个独立的变换器组成的多路输出电源(P.252)他激型半桥式开关稳压电源实际电路他激型半桥式开关稳压电源实际电路多路多路他激型半桥式开关稳压电源电路他激型半桥式开关稳压电源电路图图4-27具有同步功能具有同步功能 的多路输出的多路输出(P.252)3.具有同步功能具有同步功能 的多路输出电源的多路输出电源(P.252)全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路图图4-28全桥式开关稳压电源的基本电路结构全桥式开关稳压电源的基本电路结构(P.254)全全桥式开关稳压电源的工作原理桥式开关稳压电源的工作原理全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路设计桥式开关稳压电源电路设计(P.255)(1).PCB布线布线(2).MOSFET驱动电路驱动电路(P.256)全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路设计桥式开关稳压电源电路设计(P.256)(3).输出整流与滤波电路输出整流与滤波电路(4).散热设计散热设计(5).双管共态导通现象的消除双管共态导通现象的消除(6).调试中应注意的问题调试中应注意的问题全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路中的桥式开关稳压电源电路中的PWM电路电路(P.257)1.UC3875/6/7/8四端式四端式PWM控制与驱动电路控制与驱动电路(1).主要性能主要性能(P.257)(2).技术参数技术参数(P.258)(3).引脚引线与外形封装引脚引线与外形封装(P.258)(4).内部原理方框图内部原理方框图(P.260)(5).应注意的几个问题应注意的几个问题(P.261)全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路桥式开关稳压电源电路 中的中的PWM电路电路(P.265)(6).UC3875/6/7/8应用电路：典型控制电路应用电路：典型控制电路1.UC3875/6/7/8四端式四端式PWM控制与驱动电路控制与驱动电路全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路桥式开关稳压电源电路 中的中的PWM电路电路(P.265)(6).UC3875/6/7/8应用电路：具有应用电路：具有ZVS性能的全桥式性能的全桥式DC/DC变换器电路变换器电路1.UC3875/6/7/8四端式四端式PWM控制与驱动电路控制与驱动电路全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源桥式开关稳压电源电路电路 中的中的PWM电路电路(P.266)(6).UC3875/6/7/8应用电路：应用电路：全桥式开关稳压电源电路全桥式开关稳压电源电路四端式四端式 PWM控制与驱动电路控制与驱动电路全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路桥式开关稳压电源电路 中的中的PWM电路电路2.HIP4061A全桥式全桥式MOSFET驱动集成电路驱动集成电路(P.265)(1).主要性能主要性能(P.268)(2).技术参数技术参数(P.268)(3).引脚引线与外形封装引脚引线与外形封装(P.271)(4).内部原理方框图内部原理方框图(P.273)全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路桥式开关稳压电源电路 中的中的PWM电路电路2.HIP4061A全桥式全桥式MOSFET驱动集成电路驱动集成电路(5).典型应用电路典型应用电路(P.273)全桥式开关稳压电源实际电路全桥式开关稳压电源实际电路全全桥式开关稳压电源电路桥式开关稳压电源电路 中的中的PWM电路电路2.HIP4061A全桥式全桥式MOSFET驱动集成电路：驱动集成电路：驱动驱动4个个IGBT的电路的电路(P.274)