驱动电路连接图
大功率工业用 开关电源、焊 接电源、点解 电源等
有偏磁问题
几百瓦—几 低输入电压的
千瓦
开关电源
上表展示了各个不同电路的优点和缺点，经过综 合考虑，并且由于设计要求两个电压等级同时适 用，即250V和550V。故选择两个半桥开关电路， 通过连线使其以并联或串形联式工作，就可满足 要求 。
下面我们讨论一下整流电路的选择。对于三种常 用的整流电路，现将各自的优缺点和适用范围进 行比较
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器 （EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电 路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护 电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短 路保护电路等
电路方案设计
架线250V/550V
限流滤波 全波整流
半桥电路1
全波整流
半桥电路2
滤波
2）输出电源指标：
电压：DC24V±0.5V
允许最大输出：200W
纹波电压：≤100mV
使用环境温度：-10ºC～+45ºC
3）整个电源的成本控制在100元以内，实现低 成本。
三、开关电源电路设计
• 开关电源原理及各电路功能 • 电路方案设计 • 主电路工作原理 • 控制电路工作原理 • 驱动电路工作原理
• 从输出稳定精度上考虑，达到2%，就能满足 要求；对纹波电压要求也不高。故选择电压模式 控制就可以满足要求。从功率等级上考虑，本设 计的功率200W不是很高，故开关频率不用选择很 高。另外从成本上考虑，目前广泛应用的TL494控 制芯片是最佳选择。
控制电路连接图
R2 4.7K + C1 R1 15K 10uF
开关电源原理及各电路功能
EMI电路
整流滤波
功率变换
整流滤波
输出
输入过欠压 保护
功率因数 调整
PWM控 制器
稳压环 路
取 样
图2 开关电源电路方框图
短路保护 限流保护
输出过压保护
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。它通过高 频开关技术将输入的较高的交流电压转换为低压设备所需 要的较低的直流电压。EMI电路整流滤波功率变换整流滤 波PWM控制器输入过欠压保护输出取样稳压环路功率因 数调整短路保护输出过压保护限流保护。
表2-2 几种整流电路的比较
电路 全桥型整 流
全波整流
倍流整流
电压比
D D D/2
二极管断 平均电流 态电压
优点
缺点 应用领域
I L /2 U 0 /D I L /2 2 U 0 /D
二极管电 压低，变 压器绕组
结构简单
二级管数 量多，总 通态损耗
大
高输出电
压 （﹥100 V）的电 路
期间总数 少，结构 简单，总 通态损耗 小
变压器双向 励磁。变压 器一次电流 回路中只有 一个开关， 通态损耗较 小，驱动简 单
表2-1 续
有直通问题， 可靠性低，需 要复杂的隔离 驱动电路
各种工业用开
几百瓦—几 关电源，计算
千瓦
机设备用开关
电源
结构复杂，成 本高，可靠性 低，需要复杂 的多组隔离驱 动电路，有直 通和偏磁问题
几百瓦—几 百千瓦
二极管电 压高，变 压器绕组 需中心抽
头
输出电压 为5— 100V的 电路
I L /2 2 U 0/D
总通态损 耗小，变 压器绕组 结构简单
二极管电 压高，电 感数量多
输出电压 非常低 （﹤5V）
的电路
从输出电压方面以及电路结构方面考虑， 本设计选用全波整流最为合适 。
控制电路工作原理
• 本设计采用PWM脉冲宽度调制，应用开关电源 PWM集成控制器使得电路简单，轻便，维修方便。 目前常用的PWM控制器有TL494、SG3524、 SG3525A、UC3842/42A、UC3846/47、 UC3823X、UC3825X和MC44603等。
R3 4.7KC3 R630K
0.01uF C4 0.01uF
1
+
2
-
R7
1M
3
Comp
R9
120K
15
-
16
+
OC
13
R5
RW
4.7K
C6 + 0.1uF
R8 15K
Vref 14
TL494
6 Rt Gnd
7
5 Ct
R10 0.001uF
3.3K 4 DT
R4 51K C2 10uF
R11 30K
Vc c 12
C5
图5 控制电路连接图
9 E1
10
E2
24V输出
输出脉冲
C2
11
输出脉冲
C1
8
驱动电路工作原理
电力电子器件的驱动电路是电力电子主电路与控 制电路之间的接口，是电力电子装置的重要环节。 驱动电路的基本任务是将信息电子电路传来的信 号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子 器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断 的信号。驱动电路还要提供控制电路与主电路之 间的电气隔离环节，一般采用光隔离或磁隔离。
电路非常简单， 难以达到较大
成本很低，可 的功率，变压
靠性高，驱动 器单向励磁，
电路简单
利用率低
各种中、小 几百瓦—几千 功率开关电
瓦
源
几瓦—几十瓦
小功率和消 费电子设备、 计算机设备 开关电源
半桥型 全桥型 推挽型
变压器双向 励磁，无变 压器偏磁问 题，开关较 少，成本低
变压器双向 励磁，容易 达到大功率
我们设计的作品简单实用，稳定性好，测试工 作120个小时工作正常、性能良好。有良好的应 用前景，广阔的市场需求。下面我介绍一下我们 作品的原理和设计的思路与过程。
作品优势
1）输入电源：可应用于直流250V和550V两种 电压下。输入直流电压的范围要求要宽， 250V电压 等级的电压范围为：150V-400V； 550V电压等级的电压 范围为： 300V-800V。
作品性能
本设计完成的直流变换电源主要解决了三个 问题，一是可以通过不同的接线方式应用于两种 不同的电压下，通用性很 强。为具有250V和 550V两种架线电压系统的厂矿减少了备用机器和 备件。二是输入电压范围很宽，适应了煤矿供电 电网波动大、纹波强、架线的始端和末端压差高 等特点。三是实现了低成本。
稳压
隔
离
驱
器 ）
动 （ 驱
动
变
压
TL494
（稳 压
）过 流 控 制
输出
图4 整体电路方框图
主电路的选择
主电路的选择主要包括功率变换电路的拓扑结构的选择和整 流电路的选择。
表2-1 功率变换电路各结构比较
电路
优点
缺点 功率范围 应用领域
正激型 反激型
电路较简单成 本低，可靠性 高，驱动电路 简单
变压器单向励 磁，利用率低