开关稳压电源在家用电器中的应用研究

Ｒ Ｃ电路 ， Ｃ 采用 Ｓｕ ｂ ｒ ｎ ｂ ｅ 电路会导致固定交流开关损耗 ， 且该损 耗与 并 负载无关。Ｔｎ ｗｔ ｉ Ｓ ｉｈ采用 Ｏ ／Ｆ ｙ ｃ ＮＯ Ｆ控制方法解决 了上述问题 ， 使交流 开关损耗与负载呈线性关系。这样 ， 即使输 出功率降到非常低的水平 ， 变换器 的效率仍能够保持相对恒 定。次级绕组经 ＶＤ １和 Ｃ ４整流滤波 后得到 ７５ ． Ｖ输 出电压 ， １ ｃ Ｌ 和 ５构成输出滤波器，输出电压是光耦 Ｕ Ｚ 中发光二极管 的正 向压降（ １ 与齐纳二极管 Ｖ １的反 向击穿 电压 约 Ｖ） Ｓ
［ 关键词 ］ 开关电源 ｐ 家电 电路 Ｉ
１引 言 ．
１ ． １开关稳压 电源的工作原理和基本结构 随着 品闸管及其 派生元 件的出现 ， ０世纪 ６ 年代 ， 自２ ０ 采用 Ｐ ＷＭ 控制 的开关电源开始逐渐取代晶体管线性稳 压电源 ，电源转换效率从 ３ ％～ ０ ０ ４ ％提高到 ６ ％～ ０ ５ ７ ％。 开关稳压电源体积小 ，损耗低 ，现代 电子设备所需电力的稳定供 应， 大多依赖于开关 电源来实现。开关 电源 的工作形式 ， 就是利用半导 体开关的开闭来执行电力导通 量的控 制。改变开关 电源的 ＯＮ与 Ｏ Ｆ Ｆ 的时间 比的控制方式 ， 有脉宽调制（ ＷＭ） Ｐ 与频率调制 （ Ｍ） Ｆ 。 开关电源的基本电路 ， 包括交流输入和 Ｄ —Ｄ ｃ ｃ变换器电路 。 交流 输入经 由一次整流平滑部分（ 二极管 整流桥 和平滑 电容器 ） 转换为直流 电力后供 应至 Ｄ — Ｄ ｃ Ｃ变换器部分 ，ｃ ｃ变 换器 电路 经 由可使直 Ｄ —Ｄ 流转换为高频交流的逆变器与再使高频交流二次整流为直流用的快速 二极管和扼流圈、 电解电容 器所构成 的二次整流平滑电路 ， 向负载中供 应直流电。逆变器 电路和控制， 由比较电路 、 放大 电路和控制 ＯＮ —０Ｆ Ｆ 时 间 比 的 电路 构 成 。 １２开关 稳 压 电 源 的种 类 ． 根据输入 电压和输 出电压 的大小 ， 开关 电源可分为降压式 、 升压式 （ 串联 型） 和输 出极性反转式（ 关联型 ） 开关稳压电源三大类 。 从工作性质来分 ， 开关稳压电源分为“ 硬开关” 软开关” 和“ 两类。 脉 宽调制（ ＷＭ） Ｐ 型属于“ 硬开关”频率调制（ Ｍ） ， Ｆ 属于“ 软开关 ” 。 Ｄ —Ｄ 变换器分为绝缘（ ｃ ｃ 隔离 ） 型变换器和非绝缘（ 非隔离 ） 型变 换器两类 。 每一类有六种拓扑 ， 即降压式 （ ｕｋ 、 Ｂ ｃ ）升压式（ ｏｓ 、 Ｂ ｏｔ 升压一 ） 降压式 （ ｕｋ Ｂｏｔ、 Ｂ ｃ— ｏｓ 串联式 （ ｕ ） 并联 式（ｅ ｉ 以及塞达式 （ａ ） ） Ｃｋ 、 Ｓｐ ） ｃ Ｚｔ 。 ａ 按激励方式分 ， 自激式 和他激式两种。 自激式包括单管式 和推挽式 ， 有 他激 式 包括 调 频式 （ ＷＦ 、 宽式 （ ＷＭ） 调 幅式 （ Ａ 和 谐振 式 Ｐ ）调 Ｐ 、 Ｐ Ｍ） （ Ｓ 四 种 。 调 宽 式变 换 器有 正激 式 （ｏｗ ｒ ｏｖｒ ｒ ｄ ）反 激 式 Ｒ Ｍ） Ｆ ｒａｄＣ ｎｅｔ ｅ 、 ｅ Ｍｏ （ ｅｄ ａｋＣ ｎｅ ｅ ｄ ） 半 桥 式 （ ｌ ｒ ｇ ｏ ｅ 、 桥 式 （ ｖｒｌ Ｆｅ ｂｃ ｏ ｖｒ ｒ ｅ 、 ｔ Ｍｏ Ｈａ ｉ ｅＭ ｄ ） 全 ｆＢ ｄ Ｏ ｅａ ｌ Ｂｉｇ ｄ ）推 挽 式 （ ｕｈＤ ａ ｄ ） 及 阻 塞式 （ ｉｇｎ ｈ ｋ ｏ — ｒ ｅＭｏｅ 、 ｄ Ｐ ｓ ｒｗＭｏｅ 以 Ｒ ｎｉｇ ｏｅＣ ｎ Ｃ ｖｒ ｒＲ Ｃ） ｅｉ ，Ｃ 六种 。 ｅ ２， 功 率 开 关稳 压 电源 电 路分 析 ＿、 Ｊ ２１】 Ｗ 电视机 待机 电源电路 ． ． ３ Ｔ Ｙ ５／５／５ Ｎ ２ ３２ ４２ ５是美 国 Ｐ （ｏ ｅ ｔ ｒｔ ｎ公 司专 门针 对功率在 ｌ ｗ ｒ ｎｅ ａｉ ） Ｐ Ｉ ｇ ｏ １ Ｗ 以 下 的离 线 式 开关 电 源 而 设 计 的 第 一 代 Ｔｎ ｗ ｔ ０ ｉｙＳ ｉ ｈ系 列 高 效 、 ｃ 小 功率集成开关 电源。Ｔｎ ｗｔ ｉｙ ｉｈ工作在 限流工作模式 ，当使能端 Ｅ — Ｓ ｃ Ｎ Ａ Ｌ （ 上 的信 号为高电平 时， ＢＥ ） 工作于有效状 态 ， 允许 内部功 率 ＭＯ — Ｓ Ｆ Ｔ在当前时钟周期的起始处开通 。当内部功率 ＭＯ Ｆ Ｔ上 的电流升 Ｅ ＳＥ 至电流限幅 阈值时 ， 功率 ＭＯ Ｆ Ｔ将被关断 ， ＳＥ 其最大导通时间被限制在
的总 。
２ Ｖ０５ ．５ ／． ２ Ａ手机充电器电路 Ｔ Ｙ ６ ／６ ／６ ／６ Ｎ ２ ４２ ６２ ７２ ８是 美 国 Ｐ 公 司继 Ｔ Ｙ ５ ／５／５／５ Ｉ Ｎ ２ ３ ４２ ５２６之后 ２ 推 出的第 二代 Ｔｎ ｗｔｈ系列集 成开关 电源产 品 。与 Ｔ ２３２ ４ ｉｙＳ ｉ ｃ ＮＹ ５／５ ／ ２ ５２ ６～样 ，Ｎ ２ ４２ ６２ ７２ ８内部 集成 了 ７ ０ ５ ／５ Ｔ Ｙ ６ ／６ ／６ ／６ ０ Ｖ高压功 率 ＭＯ — Ｓ Ｆ Ｔ 高频振荡器 、 Ｅ、 高压开关电流源 、 电流限幅电路以及过热关断保 护电 路。启动和工作时所需的偏置电流均由 Ｄ Ａ Ｎ引脚提供 ， ＲＩ 省去了偏置 绕组及其相关 电路。另外 ，Ｎ ２ ４２６２７２ ８还增加了 自动重启动电 Ｔ Ｙ ６，６ ／６ ，６ 路、 直流母 线欠 压检测 电路 以及频率抖动电路 ， 通过简单 的 Ｏ ／ Ｆ Ｎ Ｏ Ｆ控 制滤除音频分量 ，只需 采用标 准的浸渍变压器就可 以基本上消除音频 噪声。 自动重启电路能够在发 生输 出端短路或开环故障时将输出功率 限制安全范 围内， 简化 了二次反馈电路 ， 减少 了元器件 的数量 ， 而降 从 低了成本 。 通过直流母线欠压检测电阻可 以设置直流母线欠压阈值 ， 以 消除因输入滤波电容缓 慢放 电而引起 的掉 电故障 。频率抖动电路减小 准峰值 和平均 Ｅ ， ＭＩ降低滤波器的成本 。Ｔｎ Ｓ ｉｈ Ｉ ｉｙ ｗｔ —Ｉ是高效 、 ｃ 低成本 的开关变换器 ， 是手机充 电器 、 交流适 配器 、 电机 控制器 、 家用电器 电 源 、 Ｄ Ｄ Ｌ网络终端等设 备的理想选择 ，图 ２所示为 Ｔ Ｙ ６ Ｉ Ｎ、Ｓ Ｓ Ｎ ２ ４控制 的 ５ ／．Ａ手机充 电器的原理图。 Ｖ０ ５
科技信息．
职教 与成教
开 关稳 压 电源 在 家用 电器 巾的 应用 研 夯
郑 州职业技 术 学院 陶高峰 张 志伟
［ 摘 要 ］ 文介绍 了开关稳压 电源的原理 、 本 结构及其种类， 分析 了小功率开关稳压电源实用电路 ， 包括 电视机待机电源电路 、 手机充
电 电路 和 Ｌ ＣＤ 显 示 器 电 源 电路