图 2.4 单端正激式开关电源
单端反激式开关电源 反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励 时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的 激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式 开关电源。反激式开关电源是在反极性（Buck—Boost）变换器的基础上演 变而来的，它具有以下优点： 比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感及一个续流二极管，因此，体积 比正激式开关电源的要小，且成本也要低。
C18 Q5 C1815 22u50V
+
D17 R21 1N4148 12k
R27 1.5k
HW.79 94V-0
S-100N-R5
2000-11-21
+
C17 1u50V
MW
S-100-24 IN 110VAC 1.9A IN 220VAC 0.8A OUT 24VDC 4.5A
TL494 管脚功能及参数
+
R3 100R 2W 102 1kV FMX 1
C2
+V +V
1k 2W
C1 +
SCK054
TF-096
C3
D3S B-60 -0.5
N C10 4.7u50V T2 D7 R6 T028 15R
3A250V R13 580k 1/2W RT C6 220u 200V 470u 35V x5
开关电源：单管自激，反激，推挽，半桥，全桥
单端正激式开关电源 正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正被直流电压激励 时，变压器的次级线圈正好有功率输出。它是在 BUCK 电路的开关管 Q 与续 流二极管 D 之间加入单端变压隔离器而得到的。它具有以下优点： 1) 正激变换器利用高频变压器的一次侧、二次侧绕组隔离的特点，可以方 便的实现交流电网和直流输出之间的隔离。 2) 正激变换器电路简单，成本很低，能方便的实现多路输出。 3) 正激变换器只有一个开关管，只需一组驱动脉冲；其对控制电路的要求 比双端变换器低。
图 2.5 单端反激式开关电源
推挽式开关电源 在双激式变压器开关电源中，推挽式开关电源是最常用的开关稳压电 源。由于推挽式变压器开关电源中的两个控制开关 S1 和 S2 轮流交替工作， 其输出电压波形非常对称，而且开关电源在整个工作周期之内都向负载提供 功率输出，它在输入电压很低的情况下，仍能维持很大的功率输出，所以推 挽式变压器开关电源被广泛应用于 DC/AC 逆变器，或 DC/DC 变换电路中。它 具有以下优点：功率开关器件的发射极是共地的，所以无须隔离基极驱动电 路；推挽式开关电源变压器的漏感及铜阻损耗很小，因此其工作效率很高。
R35 100k
Q3 C1815
C30 103
C27 222
R19 3.9k
R18 1.5k
R31 22k R29 681 R30 22k VR 1k C15 222
C19 103
IC1
TL494CN
1 1 IN+ 2 1 IN3 F EEDB ACK D TC CT RT G ND C1
4 5 6 7 8
图 2.7 半桥式开关电源
全桥开关电源 全桥式变压器开关电源也属于双激式变压器开关电源。它同时具有推挽 式变压器开关电源电压利用率高，又具有半桥式变压器开关电源耐压高的特 点。因此，全桥式变压器开关电源经常用于电压高，输出功率大的场合。全 桥式变压器开关电源工作原理图如下。图中，K1、K2、K3、K4 是 4 个控制开 关管；开关管 K1 和 K4，K2 和 K3 同时开通和关断，两对开关管以 PWM 方式 交替的开通和关断。它具有以下优点：对 4 个开关器件的耐压要求比推挽式 对 2 个开关器件的耐压要求可以降低一半；全桥式开关电源的输出功率要比 推挽式开关电源的输出功率大很多且其变压器的初级线圈只需要一个绕组。
0.1 630V
222M 2NR1 C4 2kV u TNR 0.1 x2 15G471K 630V
COM
103 100V
G
外壳/大地
C28 103 1kV
COM
Vcc
+ D10 TF-09
R35 100k D13 1N4752 C11 4.7u50V R40 150kx2 D14 1N4752 D8 R10 T028 15R R9 3.9k TF-020 + D15 D16 1N4148x2 R11 2.2R1/2W R8 + R12 1.5k Q4 C1815 C13 4.7u 50V R17 3.9k C15 47u50V
主电路工作过程分析：闭合开关 S1 后，输入电压经过保险管 F1，浪涌抑制电阻 R1， 滤波器 C1、L1、C2、C3、C4 及全桥整流后送入由 C5、C6、V4、V5、T1、T2 等构成的半 桥式变换器。 开关管 V4 和 V5 在 TL494 的控制下，两管交替导通截止，将直流电转换成 高频交流电。高频振荡电压有变压去 T2 副绕组分两路输出。一路由 V13、V14、C25 整流 滤波得到约 12V 直流电压供给脉冲宽度调制器 TL494 专用，另一路则由 V12、L2、C22、 L3、C23 整流滤波作为 48V 主输出。电路中 R12、R15、R14、R17 构成启动回路，T1、V8、 V9、C12、C14、R13、R16 为正反馈元件，R4、C8 及 R29、C21 构成尖峰吸收网络，用于 改善波形及保护开关管。 在电路中，TL494 的 13 脚连 14 脚，即 U13=5V; TL494 由 8 脚和 11 脚双端输出，两 路输出脉冲相位差半个周期，送到 V2、V3 俩个驱动管，Q3 和 Q4 的导通或截止又通过驱 动变压器 T1 分别去控制两个大功率开关调整管 Q1 和 Q2 的饱和导通或截止。 C7 是耦合电容, 其作用是防止由于两个开关管的特性差异而造成变压器磁芯饱和,从而 提高半桥逆变电路的抗不平衡能力.R4 、C8 ；R29 、C21 为吸收电路，用于改善波形和保 护开关管。吸收电路就是我们通常说的“消反冲电路” ，其作用就是药消除没有用的反冲电 压。在开关稳压电压中最高的反冲电压，是在开关调整管截止时产生的，这个很高的反冲电 压， 就产生在开关变压器的初级绕组的两端， 同时也加在了开关调整管的集电极和发射机的 两端， 这样就对开关管是一个很大的威胁， 所以就将吸收电路加在开关变压器的初级绕组的 两端。 吸收电路通常能起到两个作用，那就是降低反冲电压和消除高频振荡。 C20、R26 分别接至 TL494 的 5 脚和 6 脚，使内部振荡器的震荡频率由 C20 和 R26 决定。 用 TL494 的内部误差放大器 2 进行反馈稳压。反馈稳压过程如下： 误差放大器 2 的反向输入端 15 脚接与 14 脚和地之间的电阻 R20、R18 之间，分压后 U15=2.5V，输出电压 U0 经 R23 和（R21、RP1）分压后加到 16 脚，作为误差放大器 2 的同 向输入。当 U0 变化时，误差放大器 2 的输出电压随之改变，即与比较的电平改变，PWM 比较器输出的脉冲宽度改变，致使 TL494 输出的驱动脉冲，即开关管 V4 和 V5 的导通时间 TON 改变，从而实现调宽稳压的目的。此外，微调 RP1 可调节输出电压的数值，使输出电 压在 45V~75V 之间变化。 电路利用误差放大器 1 作为过流保护。从 48V 输出主回路上取出的电流控制信号经 R24 接至误差放大器 1 的 1 脚和 2 脚上，其中反向输入端 2 脚的电位由 14 脚输出的 5V 基 准源经过（RP2，R27）和（R24，R30）分压后获得。调整 RP2 大小可控制 2 脚门坎电位， 即过流控制点。当 R30 上取出的电压信号足够大使其绝对值超过 2 脚电位时，误差放大器 1 将翻转并关闭脉冲信号输出，进而起到过流保护作用。 本电源输出的直流电压为 48V，输出电流为 0~3A.。 本电路利
图 2.9 全桥开关电源
SW
110V
1.0K C7 250V
R32 C20 22R1/2W 102 1kV T1 C22 C23 C24 C25 C26 2NR2 D18 + + + + R37 4.3k + L2
220V BD1 + C5 220u 200V R1 150k 1/2W Q1 2SC2625 C8 Q2 2SC2625 D6 FR155 LED1 R39 D9 FR104x2 C21 R33 22R1/2W 102 1kV 150kx2 R7 R5 2.2R1/2W 3.9k R4 + D5 FR155
图 2.6 推挽式开关电源
半桥式开关电源 半桥式变压器开关电源属于双激式变压器开关电源，从原理上来说，半 桥式变压器开关电源也属于推挽式变压器开关电源，它是多种推挽式变压器 开关电源家庭成员之一。在半桥式变压器开关电源中，也是两个控制开关管
S1 和 S2 轮流交替工作，开关电源在整个工作周期之内都向负载提供功率输 出，因此，其输出电流瞬间响应速度很高，电压输出特性也很好。由于半桥 式变压器开关电源的两个开关器件工作电压只有输入电压的一半，截止开关 管极间承受的电压低；抗不平衡能力强，因此，半桥式变压器开关电源比较 适用于工作电压比较高的场合。
电路启动过程分析： 当接通电源后，由滤波电容器 C5 上的 150V 电压的正端输出电流，通过启动电阻 R12、 R15 分压给 V3 注入一个基极电流，这时 V3 流入的集电极电流通过发射极，又通过驱动变 压器 T1 中的 W3（T1 中间的那段绕组）电流由上往下流，又通过主变压器 T2 初级绕组由 下往上流，最后通过电容 C7，回到 C5 上的 150V 负端。C6 和 C5 类似，但流经 W3 的电流 方向相反，而幅值又相等，这样 W3 中的电流就相互抵消了，W3 中没有电流也就不能震荡 起来了。 这是一个非常重要的问题， 但是 W3 中是有电流的， 虽然 V3， V4 的外围电路相同， 元件参数也相等，所加的电压也相等，但是元件参数的分散性还是比较大的，也就是说相同 的元件，相同的参数，但是他们存在着误差，不可能完全相等，所以抵消一部分电流后 W3 中还是有电流，在 T2 的初级绕组产生幅值+150~ -150 的方波。来驱动反馈变压器使 TL494 工作。 一但 TL494 正常工作，这个启动自激震荡的波形就立刻停止了。 电路启动后，R12、R15 就完成了任务，虽然在电路中没有断开，但在电路中已经不起 作用了，因为启动电阻 R1 R3 的阻值很大（一般都在 300K 以上） ，对三极管的电流很小起 不到控制作用，这样三极管的导通和截止完全受 PWM 来控制。