高壓開(kāi)關(guān)電路小電流高壓開(kāi)關(guān)電路-電壓設(shè)計(jì)
開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
開(kāi)關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)主要由7部分組成：輸入檢測(cè)及檢測(cè)電路、高頻開(kāi)關(guān)變換電路、整流輸出電路、控制電路、保護(hù)電路、輔助電源和顯示電路。
(1) 主電路
本設(shè)計(jì)主電路拓?fù)鋱D如圖1所示。輸入市網(wǎng)220V電流，通過(guò)RC混頻和檢波橋檢測(cè)、全橋逆變、高-變頻器和輸出檢測(cè)。 過(guò)程，最終得到所需的15V直流穩(wěn)壓電源。
(2) 輸入混頻檢測(cè)(AC/DC)
小電流、高壓開(kāi)關(guān)電源對(duì)高頻干擾信號(hào)和剛通電后的浪涌電壓非常敏感。 為保證電路穩(wěn)定工作，排除電網(wǎng)的各種干擾，輸入的220V市電先經(jīng)過(guò)RC檢測(cè)電路檢測(cè)尖峰。 電流被抑制。 高頻混頻后的電流經(jīng)檢測(cè)電路檢測(cè)得到直流電。 橋式檢測(cè)電路旁邊的混頻電路具有充放電功能，檢測(cè)后濾除交流成分。
(3) 高頻開(kāi)關(guān)變換器（DC/AC）
它是開(kāi)關(guān)電源的重要組成部分。 逆變電路采用全橋變換，橋的四臂由4個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)管組成。 每個(gè)IGBT并聯(lián)一個(gè)高速功率晶體管，其鉗位作用可以減少開(kāi)關(guān)管從導(dǎo)通到截止時(shí)，變壓器形成電流尖峰，保護(hù)開(kāi)關(guān)管不被擊穿。 IGBT， Gate ，不僅具有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，而且具有導(dǎo)通電流大、耐壓高等優(yōu)點(diǎn)。 開(kāi)關(guān)管IGBT的基頻接收PWM信號(hào)。 當(dāng)柵極帶正電時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生溝道，為PNP三極管提供柵極電壓，從而導(dǎo)通IGBT。此時(shí)從P區(qū)注入N區(qū)進(jìn)行濁度調(diào)制，降低N1的內(nèi)阻，使耐壓高
IGBT 還具有較低的導(dǎo)通電壓降。 當(dāng)向柵極施加負(fù)電流時(shí)，內(nèi)部通道消失。 PNP三極管的集電極電壓截止，IGBT關(guān)斷。 T1、T4、I2高頻通斷，使直流電流變?yōu)榻涣麟娏?，再?jīng)高頻隔離變壓器制成所需的隔離輸出交流電流。 這里的高頻變壓器采用鐵基鈮銅納米晶環(huán)形高頻變壓器。 這些變壓器具有低損耗、低漏感和體積小的特點(diǎn)。
(4) 控制電路
控制電路是開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)定工作的重要保證。 選用它作為控制芯片，它由振蕩器、PWM比較器、PWM鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器、限流比較器、過(guò)流比較器、參考電流源、故障鎖定存儲(chǔ)器、軟-啟動(dòng)電路，欠壓閉鎖等。最高開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)1MHz，輸出脈沖最大傳輸延遲
延時(shí)時(shí)間為50ns，具有軟啟動(dòng)控制和欠壓閉鎖功能。 所應(yīng)用的函數(shù)用于設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的控制電路。 兩個(gè)脈沖輸出端為開(kāi)關(guān)管IGBT提供PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，交替輸出脈沖。 因此，每個(gè)輸出端輸出脈沖的頻率為振蕩器頻率的1/2，而振蕩器的頻率為，所以輸出PWM脈沖的頻率為，輸出的脈沖寬度脈沖在 0% 到 50% 之間。 調(diào)整時(shí)，為防止橋臂漏電，常設(shè)置死區(qū)時(shí)間，因此在實(shí)際應(yīng)用中通常達(dá)不到50%。 4、6、11、14腳波形如圖2所示，11、14腳波形通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路的輸出耦合到IGBT的基頻，控制IGBT的開(kāi)通和關(guān)斷. 開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。
在實(shí)際應(yīng)用中，IGBT的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)IGBT的性能有相當(dāng)大的影響。 因此，驅(qū)動(dòng)電路必須具備幾項(xiàng)要求：能提供合適的正向和反向電流，保證管子的可靠開(kāi)通和關(guān)斷； 駕駛能力強(qiáng)； 信號(hào)傳輸基本無(wú)延遲，提高工作速度； 當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，IGBT可以實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷，對(duì)管子進(jìn)行缺相和過(guò)流保護(hù)。 僅采用驅(qū)動(dòng)電路即可提供+15V和-15V正向和反向電流，開(kāi)通和關(guān)斷延時(shí)控制在1s以內(nèi)，并具有缺相和漏電保護(hù)。 此外，它還具有故障軟關(guān)機(jī)功能。
為了獲得穩(wěn)定的輸出，在輸出端進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣。如圖4所示，當(dāng)采樣電壓流過(guò)采樣內(nèi)阻時(shí)，會(huì)形成壓降，壓降作為一個(gè)反饋信號(hào)，輸入到電流比較器，與給定的參考電流進(jìn)行比較，形成一個(gè)差值，經(jīng)過(guò)偏差放大器比較放大后，輸出的差值信號(hào)與鋸齒波（或三角波）進(jìn)行比較，然后改變輸出脈沖的長(zhǎng)度。 當(dāng)輸出小于
(5) 保護(hù)電路
考慮到開(kāi)關(guān)電源的特性和實(shí)際的電氣特性，為使其在惡劣的環(huán)境和突發(fā)故障下安全可靠地工作，在實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)計(jì)了電流電壓保護(hù)電路和軟啟動(dòng)的特性。 保護(hù)等保護(hù)電路。 軟啟動(dòng)是通過(guò)軟啟動(dòng)（SOFT，START）腳外接電容實(shí)現(xiàn)的。 電源開(kāi)啟后，軟啟動(dòng)腳外接電容放電，該腳為低電平，偏差放大器輸出低電平，開(kāi)關(guān)電源無(wú)輸出電流。 當(dāng)內(nèi)部電壓源對(duì)軟啟動(dòng)腳的外部電容充電時(shí)，偏差放大器的輸出電流逐漸減小，直到閉環(huán)調(diào)節(jié)功能開(kāi)始工作，開(kāi)關(guān)電源的輸出電流逐漸減小到額定值.
一旦限流（ILIM）腳電平超過(guò)1.2V，fault=fault latch被置位，輸出腳變?yōu)榈碗娖剑?同時(shí)，軟啟動(dòng)引腳的外部電容以 的電流放電。 軟啟動(dòng)電容完全放電后，當(dāng)限流腳電平降至1.2V以下時(shí)，故障鎖存器不再輸出脈沖。 此時(shí)故障鎖存器復(fù)位，芯片開(kāi)始軟啟動(dòng)過(guò)程。 過(guò)流保護(hù)和缺相保護(hù)在主電路中采樣，輸入到保護(hù)電路中，對(duì)電源進(jìn)行保護(hù)。 保護(hù)電路如圖5、圖6所示。
在開(kāi)關(guān)變換電路和高頻變壓器之間增加了測(cè)量電壓的變壓器，測(cè)量值輸入到9腳限流端。 當(dāng)開(kāi)關(guān)被測(cè)量
當(dāng)電壓達(dá)到上限電壓時(shí)，上限電壓比較器的輸出為高電平，比較器的輸出為上限電壓觸發(fā)器的S端。 當(dāng)S為高電平時(shí)，觸發(fā)輸出為高電平，即與觸發(fā)輸出相連的NPN管柵極變高，NPN管導(dǎo)通，拉低FB，保護(hù)電路過(guò)流。
在主電路輸出端直接實(shí)時(shí)采樣電流，與給定電流比較，放大信號(hào)，隔離后輸入到2腳，控制PWM信號(hào)的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而控制主電路輸出電流的變化。 通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)中溫度保險(xiǎn)絲的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。 開(kāi)關(guān)電源正常工作時(shí)，溫度保險(xiǎn)絲處于常開(kāi)狀態(tài)。 一旦人體溫度超過(guò)額定值，熱熔斷器開(kāi)關(guān)將被切斷。 斷路信號(hào)反饋到控制電路，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)功能。
以太網(wǎng)接口用于實(shí)現(xiàn)向調(diào)度中心遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)的功能。 本設(shè)計(jì)中使用的嵌入式微處理器是一個(gè)帶內(nèi)核的16/32位RISC處理器。 該處理器通過(guò)提供全面、通用的片上外設(shè)，減少了外設(shè)元器件的配置，從而大大降低了系統(tǒng)成本。 減少。 本系統(tǒng)采用北京力裕泰公司的開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)，其主要結(jié)構(gòu)如圖5所示。
高壓開(kāi)關(guān)電路-電源電路圖大全
高壓開(kāi)關(guān)電路-電源電路圖大全（一）
L296高壓開(kāi)關(guān)電源芯片組成的穩(wěn)壓電源電路圖
由L296高壓開(kāi)關(guān)電源芯片構(gòu)成的穩(wěn)壓電源電路圖如圖a、b、c所示。 它是由L296單片高壓開(kāi)關(guān)電源芯片組成的5-15V、4A穩(wěn)壓電源。
L296單片高壓開(kāi)關(guān)電源芯片的特點(diǎn)是：
(1)保護(hù)功能健全。 內(nèi)置軟啟動(dòng)、過(guò)流、過(guò)熱、過(guò)壓保護(hù)。
(2) 最大輸出電壓4A，功率160W，輸出電流5.1-40V可調(diào)。
(3) 配備特殊功能：工作嚴(yán)禁控制、同步控制（多路多路輸出時(shí)，保證工作頻率一致）、復(fù)位電路（可提供電源工作狀態(tài)測(cè)量信號(hào)）、缺相保護(hù)電路（當(dāng)輸出電流超過(guò)預(yù)設(shè)額定電流的20%時(shí)，形成100mA驅(qū)動(dòng)信號(hào)，觸發(fā)外部保護(hù)電路動(dòng)作）。 如圖c所示，為電壓放大電路方式。
高壓開(kāi)關(guān)電路-電源電路圖百科全書(shū)（二）
大電壓開(kāi)關(guān)電路-電源電路圖(3)
電路如圖所示，該電路只需修改部分元器件即可獲得更大的輸出功率。 圖中右側(cè)電路R1、L1、D1、C1～C7為常規(guī)的串?dāng)_混頻和檢測(cè)電路，為DC-DC轉(zhuǎn)換電路提供約300V的直流電流； 最右邊電路L5、C11等為普通LC檢測(cè)電路； IC2、D8、R9、R10組成電流反饋電路，產(chǎn)生閉環(huán)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定電源輸出電流； 中間部分是DC-DC轉(zhuǎn)換器。 降低噪聲的關(guān)鍵是正確導(dǎo)通這部分電路。 處理。
大電壓開(kāi)關(guān)電路-電源電路圖(4)
本文介紹一款DC-DC轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電源，其型號(hào)為L(zhǎng)4960，如圖所示。 從圖中可以看出電路非常簡(jiǎn)單，其用法與LM317非常相似。 首先，使用50Hz電源變壓器進(jìn)行AC-AC轉(zhuǎn)換，將~220V降為~34V。 直流電流輸入到L4960，然后L4960進(jìn)行DC-DC轉(zhuǎn)換。 此時(shí)輸出電流范圍可下調(diào)至5V，下調(diào)至40V，最大輸出電壓可達(dá)2.5A（也可外接大功率開(kāi)關(guān)管擴(kuò)流），但內(nèi)置-在保護(hù)功能方面，如過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等。
雖然L4960的使用與LM317類似，但是與線性電源的LM317相比電壓正常電流過(guò)大，L4960開(kāi)關(guān)電源的效率并不相同。 僅消耗7W，因此散熱器體積小且易于制造。 與L4960類似的還有L296，其基本參數(shù)與L4960相同，只是最大輸出電壓可高達(dá)4A，保護(hù)功能更多，封裝方式也不同。
高壓開(kāi)關(guān)電路-電源電路圖百科全書(shū)（5）
如圖所示為觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)電源電路。 當(dāng)手觸摸到觸摸芯片時(shí)，相當(dāng)于給VT1的柵極一個(gè)觸發(fā)信號(hào)使其導(dǎo)通，于是VI2也導(dǎo)通，電源通過(guò)VT2給電容cz充電。 當(dāng)充電電流足夠大時(shí)，VT2截止電壓正常電流過(guò)大，VT3導(dǎo)通，VT4導(dǎo)通。 快速傳導(dǎo)，燈泡發(fā)光發(fā)光。 當(dāng)C2上的電荷逐漸釋放時(shí)，vr3停止。 VT4 也關(guān)閉燈泡。
觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)電源電路
高壓開(kāi)關(guān)電路-電源電路圖百科全書(shū)（6）
開(kāi)關(guān)電源電路原理圖如圖所示。 其實(shí)穩(wěn)壓精度不高，但能滿足通常的要求，而且電路簡(jiǎn)單，采用常規(guī)器件，成本極低，輸出耐開(kāi)路漏電。
開(kāi)關(guān)電源電路圖
市電經(jīng)D1檢測(cè)并經(jīng)C1混頻后，在變壓器①腳（L1下端）加有約300V的直流電流。 通過(guò)L1，同時(shí)反饋線圈L2的下端（變壓器③腳）產(chǎn)生正向電流，此電流通過(guò)C4、R3反饋到V1，使其更加導(dǎo)通甚至飽和。 最后，隨著反饋電壓的降低，V1迅速退出飽和狀態(tài)，如此循環(huán)產(chǎn)生振蕩，在次級(jí)線圈L3上感應(yīng)出所需的輸出電流。
L2為反饋線圈，它還與D4、D3、C3一起組成穩(wěn)壓電路。 當(dāng)線圈L3被D6檢測(cè)到時(shí)，C5上的電流下降，同時(shí)也說(shuō)明L2被D4檢測(cè)到后C3正極上的電流更低，當(dāng)它低到穩(wěn)壓D3(9V)時(shí)D3導(dǎo)通，使V1柵極漏電到地，V1截止，最終輸出電流減小。 電路中R4、D5、V2組成過(guò)流保護(hù)電路。
當(dāng)V1的工作電壓由于某種原因過(guò)大時(shí)，R4上形成的電流互感器通過(guò)D5加到V2的柵極，V2導(dǎo)通，V1柵極的電流增大，V1的電壓減小。 D3的穩(wěn)壓值理論上為9V+0.5~0.7V。 在實(shí)際應(yīng)用中，如果要改變輸出電流，只需將D3換成不同的穩(wěn)壓值即可。 穩(wěn)壓值越小，輸出電流越小，反之亦然。 高的。
