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发布时间: 2022-12-28 17:20 更新时间: 2023-10-26 04:00

常见的串联三端稳压集成电路,如LM7800、LM7900、LM3xx系列,效率低,如LM7805输入电源电压10~15V时,它的工作效率仅为30%~50%;如将LM7805用于可调式稳压电源,那么其输入端电压可达35V左右,但工作效率就更低了。另外,LM7800系列TO~220封装的产品,其自身不加散热片的允许功耗仅仅1.5VA,加上理想散热片也只有20VA。开关式稳压电源具有很高的工作效率,一般可达60%~90%或以上,这里给出一款使用常见的LM317制作的开关电源,其电路简单,性能可靠,值得大家一试。

电路的工作原理是,当电路工作开始瞬间,由于LM317尚未建立起工作条件,其输入端电压高于输出端,于是呈现低内阻状态而导通,储能电容C2上电压开始上升,同时,流过电感L1初级线圈的电流在L1中建立磁场,当C2上电压达到设定值时,LM317迅速呈现高内阻而近似断开,这时储存在L1电感中的磁场通过其次级线圈和D1向负荷供电,同时C2中的能量也向外释放,直到LM317输出端电压低于设定值,LM317再次导通。如此循环,LM317便被设置成开关工作状态。该电路安装后几乎无需调试就能工作,经过几例的实际安装.发现该电路有以下特点:1.电路开关频率变化很大,该频率与负载电流大小、输出电压高低、C2容量大小有关系。当C2容量超过47μF时,电路起振困难而变成串联式稳压电源,LM317温升急剧升高。电路振荡频率落人人耳可听范围后,能听到开关变压器发出“唧、唧”或“吱、吱”的叫声。2.电源输出电压不能从1.25V起调,起始电压随电路负载大小在2.5V左右,输出电压随负荷变化不是很稳,在15V以下时高于空载值,15V以上时低于空载值,误差在2V以内,所以它不适用于对稳压精度要求很高的场所。3.按照附图中的元件数据,电路输出在1.2A的情况下,输出电压范围是2.5~2.9V。在5V输出1.2A电流的情况下,LM317温升很低,如使用普通串联电路形式,散热问题将是很难解决的,这正是本文设计的初衷。

LM317制作开关电源,LM317开关电源电路图 

 

电路中C1、C3是滤波电容,一般容量越大越好;C2是储能定时电容,该电容小开关频率高,但电压不稳定,电容大易造成停振;L1是开关变压器,可以用25或29英寸电源滤波线圈代用;L2是滤波电感,也可以用前面滤波线圈代用,但要将两个绕组头尾串起来使用;D1是续流二极管,型号为国产2CN类的高速管,不能用一般管代用;D2是保护二极管,W是输出电压调整电位器,尽量采用线性或功率大一点的使用;R是输出取样电阻。变压器可以用输入输出电压相同的代用,只要能满面足使用要求,输出电压和功率小一点也可。          

6种方法教你解决开关电源啸叫问题!开关电源降噪方法:

开关电源控制着电路中开关管开通和关断的时间比率,维持着稳定的电路电压输出,是一种非常常见的电源设计。但是从事过开关电源设计的人都知道,在对开关电源进行测试的过程当中,经常会听到一些啸叫声,类似于打高压不良时发出的漏电音,或着像高压拉弧的声音。那么当这些现象出现时,应当如何解决他们呢?

通常来说,开关电源啸叫的原因一般有六种诱因,我们相对应地提供了如下的解决办法。

一、变压器浸漆不良

包括未含浸凡立水。啸叫并引起波形有尖刺,但一般带载能力正常,特别说明:输出功率越大者啸叫越强,小功率者则表现不一定明显。一款72W的充电器产品中就有过带载不良的经验,并在此产品中发现对磁芯的材质有着严格的要求。补充一点,当变压器的设计欠佳时,也有可能工作时振动产生异响。

二、PWM IC接地走线失误

通常产品表现为会有部分能正常工作,但有部分产品却无法带载并有可能无法起振的故障,特别是应用某些低功耗IC时,更有可能无法正常工作。比如SG6848试板,由于当初没有透彻了解IC的性能,凭着经验便匆匆layout,结果试验时竟然不能做宽电压测试。

三、光耦工作电流点走线失误

当光耦的工作电流电阻的位置连接在次级滤波电容之前时,也会有啸叫的可能,特别是当带载越多时更甚。

四、基准稳压IC TL431的接地线失误

同样的次级的基准稳压IC的接地和初级IC的接地一样有着类似的要求,那就是都不能直接和变压器的冷地热地相连接。如果连在一起的后果就是带载能力下降并且啸叫声和输出功率的大小呈正比。10.png

当输出负载较大,接近电源功率极限时,开关变压器可能会进入一种不稳定状态。前一周期开关管占空比过大,导通时间过长,通过高频变压器传输了过多的能量;直流整流的储能电感本周期内能量未充分释放,经PWM判断,在下一个周期内没有产生令开关管导通的驱动信号,或占空比过小。开关管在之后的整个周期内为截止状态,或者导通时间过短。储能电感经过多于一整个周期的能量释放,输出电压下降,开关管下一个周期内的占空比又会较大……如此周而复始,使变压器发生较低频率(有规律的间歇性全截止周期,或占空比剧烈变化的频率)的振动,发出人耳可以听到的较低频率的声音。

同时,输出电压波动也会较正常工作增大。当单位时间内间歇性全截止周期数量,达到总周期数的一个可观比例时,甚至会令原本工作在超声频段的变压器振动频率降低,进入人耳可闻的频率范围,发出尖锐的高频“哨叫”。此时的开关变压器工作在严重的超载状态,时刻都有烧毁的可能——这就是许多电源烧毁前“惨叫”的由来,相信有些用户曾经有过类似的经历。

五、空载或者负载很轻时

当这种情况时开关管也有可能出现间歇性的全截止周期,开关变压器同样工作在超载状态,同样非常危险。针对此问题,可通过在输出端预置假负载的方法解决,但在一些“节省”的或大功率电源中仍偶有发生。

六、当不带载或者负载太轻时

变压器在工作时所产生的反电势不能很好的被吸收。这样变压器就会耦合很多杂波信号到的绕组。这个杂波信号包括了许多不同频谱的交流分量。其中也有许多低频波,当低频波与你变压器的固有振荡频率一致时,那么电路就会形成低频自激。变压器的磁芯不会发出声音。我们知道,人的听觉范围是20--20KHZ。所以我们在设计电路时,一般都加上选频回路。以滤除低频成份。好是在反馈回路上加一个带通电路,以防止低频自激。或者是将开关电源做成固定频率的即可。


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