开关型驱动电路分析
东元 海利普开关电源电路分析
两例变频器开关电源电路实例——兼论电容C23在电路中的重要作用先看以下电路实例：图1 东元7200PA 37kW变频器开关电源电路CN4图2 海利普HLPP001543B型15kW变频器开关电源电路图1、图2电路结构和原理基本上是相同的，下面以图1电路例简述其工作原理。
开关电源的供电取自直流回路的530V直流电压，由端子CN19引入到电源/驱动板。
电路原理简述：由R26~R33电源启动电路提供Q2上电时的起始基极偏压，由Q2的基极电流Ib的产生，导致了流经TC2主绕组Ic的产生，继而正反馈电压绕组也产生感应电压，经R32、D8加到Q2基极；强烈的正反馈过程，使Q2很快由放大区进入饱合区；正反馈电压绕组的感应电压由此降低，Q2由饱合区退出进入放大区，Ic开始减小；正反馈绕组的感应电压反向，由于强烈的正反馈作用，Q2又由放大状态进入截止区。
以上电路为振荡电路。
D2、R3将Q2截止期间正反馈电压绕组产生的负压，送入Q1基极，迫使其截止，停止对Q2的Ib的分流，R26-R33支路再次从电源提供Q1的起振电流，使电路进入下一个振荡循环过程。
5V输出电压作为负反馈信号（输出电压采样信号）经稳压电路，来控制Q2的导通程度，实施稳压控制。
稳压电路由U1基准电压源、PC1光电耦合器、Q1分流管等组成。
5V输出电压的高低变化，转化为PC1输入侧发光二极管的电流变化，进而使PC1输出测光电三极管的导通内阻变化，经D1、R6、PC1调整了Q2的偏置电流。
以此调整输出电压使之稳定。
这是我的第二本有关变频器维修的书中，对图1电路原理的简述，由于疏漏了对电容C23作用的讲解，给读者带来了一些疑问：1）N2绕组负电压是如何加到Q2基极的？2）电路中C23的作用是什么？3）C23的充、放电回路是怎样走的？这3问题涉及到电路原理的关键部分，无它，开关电管Q2即无法完成由饱和导通→进入放大区→快速截止→重新导通的工作状态转换，三个问题其实又只是一个问题，即图1的C23（或图2中的C38）究竟对电路的工作状态转换起到怎样的重要作用？先不要忙，将这个问题暂且按下不表，先说几句题外话。
名师论道康佳液晶电视35017517型四合一驱动板开关电源、背光电路分析与故障检修(下)
\J i r a道] N C•飞H I L U N D A O(上接4期）康佳液晶电榥35017517型四含一趣动tS 幵关电濂、背光电路分析与故障检修(下)g常见故障检修1.开机三无，待机指示灯不亮检查此类故障，应首先测量保险丝F911是否 熔断。
(1) 保险丝F911已熔断若F911已熔断，说明开关电源存在短路或严 重漏电故障，常见原因有：市电整流桥(VD901~ VD904)中某些二极管短路、300V滤波电容C901漏电、电源开关管V W901击穿等，可通过测量在 路电阻的方法来判断。
若开关管V W901击穿，则 需检查开关管S极所接的电流检测电阻R W908 是否烧毁，并检查尖峰吸收电路中的各元件有无 虚焊或损坏的现象，避免换上的新管再次被击穿。
(2) 保险丝F911未断若F911未断，可通电测量开关电源有无电压 输出。
若无电压输出，主要原因是幵关电源未工 作。
接下来测量开关管V W901 D极的+300V电压是否正常。
若幵关管的D极无电压或电压较 低，则检查市电输入和市电整流滤波电路中是否 有元器件开路，重点检查整流桥的四只二极管和 限流电阻R T901是否损坏。
若+300V电压正常，则检查电源控制芯片 FAN6755及外围元件。
测量FAN6755⑦脚(H V)有无启动电压，若无启动电压，检查启动电阻 R W905、R W906是否开路。
测量①脚(VINS)电压 是否正常，若该脚电压过低,一是检查市电取样检 测电路分压电阻是否变质或开路，滤波电容 C W904是否漏电，稳压管V D W904是否损坏；二□贺学金是检查由V966、N W966、V W930等组成的过压保 护电路，常见为稳压管VD963漏电、击穿。
同时注 意检查⑥脚(V D D)外接电容C W922是否短路，②脚（FB)外接光耦合器N W950、稳压管V D W907是否损坏，开关管S极所接的电流检测 电阻R W908是否烧毁或阻值增大。
开关电源的原理分析与维修
1
一、【什么是直流电源】？
2
电源就是把其他形式的能转换成电能的装置叫 做电源。发电机能把机械能转换成电能，干电 池能把化学能转换成电能.干电池等叫做电源。
通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的 装置叫做整流电源或者叫直流电源
3
直流电源是向电子设备提供功率的装置，也 称电源供应器或电源适配器，它提供电子板 卡所有部件所需要的电能。直流电源功率的 大小，电流和电压是否稳定，将直接影响电 子板卡的工作性能和使用寿命
39
5脚是接地脚。 6脚是输出脚接开关管
的G极。 7脚是电源脚。 8脚是基准电压输入脚，
基准电压VREF为5V。 输出电压将决定变压 器的变压比。
40
由图可见，它主要包括高频振荡、误差 比较、欠压锁定、电流取样比较、脉宽 调制锁存等功能电路。
41
UC3842主要用于高频中小容量开关电源，用它 构成的传统离线式反激变换器电路在驱动隔离 输出的单端开关时，通常将误差比较器的反向 输入端通过反馈绕组经电阻分压得到的信号与 内部2．5V基准进行比较，误差比较器的输出 端与反向输入端接成PI补偿网络，误差比较器 的输出端与电流采样电压进行比较，从而控制 PWM序列的占空比，达到电路稳定的目的。
19
转化为高频交流电的原因是高频交流 在变压器变压电路中的效率要比工频 50HZ高很多．所以开关变压器可以做 的很小，而且工作时自身损耗低，发 热量少，成本低。故其克服了线性电 源的缺点。应用广泛。
20
开关电源电路的组成
21
整流滤波
AC220V输入经整流滤波成+300V直流电加 至T2初级绕级。
45
1
2
3
4
Buck电路工作原理详解
T itdt
I AV 0 T
，即在一个周期内电流函数曲线与时间轴所围成的面积除以周期，
为电流的平均值。参照图四电感电流波形，一个周期内面积为
I I I I I I
S Lmin Lmax T D Lmin T Lmax 1 D Lmin T Lmax
2
2
2
所以，平均电流
I I S
图二
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动，为输低出电电平压时靠，输开出关滤管波关电断容，C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电，，等电
效电路如图三
N
图三
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6.120V 6.41
0.955A
2.353A (50uS 0.5 16.311uS) 2 50uS
0.972A
Buck电路原理分析
图十
蓝色：电感电流 红色：电感电压 绿色：开关驱动 棕色：输出电压
Boost电路 Buck-Boost电路
Boost电路 Buck-Boost电路
Buck电路原理分析
一、Buck电路原理图
图一 Buck电路，又称降压电路，其基本特征是DC-DC转换电路，输出 电压低于输入电压。输入电流为脉动的，输出电流为连续的。
- + tuoV 1 R - 1 L + niV - +
Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析 当开关管Q1驱动为高电平时，开关管导通，储能电感L1被充磁，流经电感的电流 线性增加，同时给电容C1充电，给负载R1提供能量。等效电路如图二
三极管开关电路图原理及设计详解
三极管开关电路图原理及设计详解晶体管开关电路（工作在饱和态）在现代电路设计应用中屡见不鲜，经典的74LS，74ALS等集成电路内部都使用了晶体管开关电路，只是驱动能力一般而已。
TTL晶体管开关电路按驱动能力分为小信号开关电路和功率开关电路；按晶体管连接方式分为发射极接地（PNP晶体管发射极接电源）和射级跟随开关电路。
1. 发射极接地开关电路1.1 NPN型和PNP型基本开关原理图：上面的基本电路离实际设计电路还有些距离：由于晶体管基极电荷存储积累效应使晶体管从导通到断开有一个过渡过程（当晶体管断开时，由于R1的存在，减慢了基极电荷的释放，所以Ic不会马上变为零）。
也就是说发射极接地型开关电路存在关断时间，不能直接应用于中高频开关。
1.2 实用的NPN型和PNP型开关原理图1（添加加速电容）：解释：当晶体管突然导通（IN信号突然发生跳变），C1瞬间短路，为三极管快速提供基极电流，这样加速了晶体管的导通。
当晶体管突然关断（IN信号突然发生跳变），C1也瞬间导通，为卸放基极电荷提供一条低阻通道，这样加速了晶体管的关断。
C通常取值几十到几百皮法。
电路中R2是为了保证没有IN输入高电平时三极管保持关断状态；R4是为了保证没有IN输入低电平时三极管保持关断状态。
R1和R3是基极电流限流用。
1.3 实用的NPN型开关原理图2（消特基二极管钳位）：解释：由于消特基二极管Vf为0.2至0.4V比Vbe小，所以当晶体管导通后大部分的基极电流是从二极管然后通过三极管到地的，这样流到三极管基极的电流就很小，积累起来的电荷也少，当晶体管关断（IN信号突然发生跳变）时需要卸放的电荷少，关断自然就快。
1.4 实际电路设计在实际电路设计中需要考虑三极管Vceo,Vcbo等满足耐压，三极管满足集电极功耗；通过负载电流和hfe（取三极管最小hfe来计算）计算基极电阻（要为基极电流留0.5至1倍的余量）。
注意消特基二极管反向耐压。
三极管开关电路设计三极管除了可以当做交流信号放大器之外，也可以做为开关之用。
推挽电路原理开关电源
推挽电路原理开关电源推挽电路是一种常用于驱动直流电机的电路，它通过两个互补的开关管（一般是NPN型和PNP型晶体管）控制电机的正反转。
推挽电路可以提供较大的电流输出，并且具有较好的工作效率和响应速度，因此广泛应用于各种电机驱动和开关功率放大电路中。
推挽电路的原理如下：1.基本结构：推挽电路由两个互补的开关管组成，一般一个为NPN型晶体管和一个为PNP型晶体管。
两个开关管交替工作，通过控制它们的导通和截止状态来实现电机的正反转。
2.工作原理：推挽电路有两种工作状态：正转状态和反转状态。
在正转状态下，NPN晶体管处于导通状态，PNP晶体管处于截止状态。
这时电流从电源经过NPN管流向电机，电机开始正转。
在反转状态下，PNP晶体管处于导通状态，NPN晶体管处于截止状态。
这时电流从电源经过PNP管流向电机，电机开始反转。
推挽电路通过两个开关管的交替工作，实现了电机的正反转，并且其中一条开关管工作时另一条开关管处于截止状态，大大降低了功率损耗和热量。
3.控制电平：推挽电路的控制电平是通过控制NPN和PNP晶体管的基极电压来实现的。
当NPN的基极电压为高电平，PNP的基极电压为低电平时，电路处于正转状态；当NPN的基极电压为低电平，PNP的基极电压为高电平时，电路处于反转状态。
4.保护电路：为了防止电机在正反转过程中产生反电动势以及反冲电流对驱动电路造成损害，推挽电路通常还配备了反电势保护电路，如二极管并联等。
总结：推挽电路通过控制NPN和PNP晶体管的导通和截止状态来实现电机的正反转。
它具有较大的电流输出、较好的工作效率和响应速度，广泛应用于各种电机驱动和开关功率放大电路中。
开关电源电路分析
开关电源电路分析
开关管的工作原理是：当控制端的输入信号为高电平时，开关管导通，输入电源与传输装置连接，电流流过，输出电压稳定；当输入信号为低电
平时，开关管截断，输入电源与传输装置断开，电流停止流动，输出电压
为零。
输入滤波电路是用来对输入直流电进行滤波，使得输入电压稳定，减
小输入电压的纹波。
常见的输入滤波电路有电容滤波和电感滤波。
开关变换电路是开关电源电路的核心部分，其工作原理是通过一个开
关管来控制输入电源与传输装置的连接。
开关变换电路的核心是通过调整
开关管的导通和断开时间来改变输出电压。
常用的开关变换电路有单端开
关电源、双端开关电源和反激式开关电源等。
输出滤波电路是将输出的直流电进行滤波，减小输出电压的纹波。
输
出滤波电路通常采用电感滤波和电容滤波的组合，使输出电压更加稳定。
除了以上的基本部分外，开关电源电路还包括保护电路、反馈电路和
调整电路等。
保护电路主要用于检测和保护开关电源工作时的过电流、过
电压等异常情况，防止电路损坏；反馈电路用于对输出电压进行稳定控制，保证输出电压的稳定性；调整电路用于调整输出电压的大小，使得输出电
压能够达到期望值。
uln2003agp驱动电路的工作原理
一、引言uln2003agp驱动电路是一种常见的驱动电路，其工作原理对于电子工程师和爱好者来说是非常重要的。
本文将深入解析uln2003agp驱动电路的工作原理，希望读者能够通过本文的介绍和分析，对这一驱动电路有更深入的了解。
二、uln2003agp驱动电路的概述uln2003agp是一种高压高电流驱动器件，其内部集成了七个开关管，可用于驱动各种类型的负载。
uln2003agp常用于步进电机驱动、继电器驱动等领域。
其特点是输入信号低电平触发、输出端带有电流型放大器，能够驱动负载电流高达500mA。
下面将详细介绍uln2003agp驱动电路的工作原理。
三、uln2003agp驱动电路的主要特点1. 输入信号低电平触发：uln2003agp的输入信号是低电平触发型的，这意味着当输入端为低电平时，相应的输出端会有电流通过。
2. 输出端带有电流型放大器：uln2003agp的输出端带有电流型放大器，能够驱动负载电流高达500mA，适用于许多电子设备的驱动场景。
3. 集成了七个开关管：uln2003agp内部集成了七个开关管，能够同时驱动多个负载，极大地提高了其在电子设备中的应用灵活性和便利性。
四、uln2003agp驱动电路的工作原理1. 输入信号低电平触发机制：uln2003agp的输入端采用低电平触发机制，当输入为低电平时，相应的输出端会有电流通过。
这是通过内部的晶体管开关实现的，当输入为低电平时，对应的晶体管会处于导通状态，导通的电流会流向相应的输出端，从而实现对负载的驱动。
2. 输出端电流型放大器：uln2003agp的输出端带有电流型放大器，能够承受高达500mA的负载电流。
这使得uln2003agp能够驱动多种类型的负载，包括步进电机、继电器等。
3. 多个开关管的作用：uln2003agp内部集成了七个开关管，可以同时驱动多个负载。
这样的设计极大地提高了其在实际应用中的灵活性和便利性，使得uln2003agp成为众多电子设备中必不可少的驱动器件。
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任务
任务一 开关型驱动电路分析
任务二
变色彩灯的制作
任务一 开关型驱动电路分析
LED灯是一种新型光源，与普通的霓虹灯比，其特点是不产 生光污染和热辐射、耗能低（节能60%以上，维护成本节约 80%以上），在用电量巨大的景观照明市场中具有很强的竞争 力,优势明显;且具有色彩丰富逼真、图形多变等优点，目前已 被不少大城市用来装饰街道和标志性建筑物。 一、LED夜景工程 1.LED夜景工程发展现状及趋势 近几年,随着技术的突破，应用的拓展，发光二极管 (LED)半导体在城市景观照明中的应用也越来越多。半导体照 明符合现代社会对城市景观照明的新要求:环保、节能、经济及 光色变化，因此作为新型半导体光源正成为景观照明中最佳选 择的光源之一。
PWM驱动的简单电路 上图是一个可以使用PWM进行驱动的简单电路。图中使用9V电池来给一个白 炽灯泡供电。如果将连接电池和灯泡的开关闭合50ms，灯泡在这段时间中将得 到9V供电。如果在下一个50ms中将开关断开，灯泡得到的供电将为0V。如果在 1秒钟内将此过程重复10次，灯泡将会点亮并象连接到了一个4.5V电池(9V的 50%)上一样。这种情况下，占空比为50%，调制频率为10Hz。 LED光源越复杂，就越要用PWM调光。这就需要设计者仔细思考LED驱动拓 扑。Buck调节器为PWM调光提供了很多优势。如果调光频率必须很高或者信 号转换率必须很快，或者二者都需要，那么Buck调节器就将是最好的选择。
拓扑结构 降压型 升压型 降压-升 压型
输入电压总大于 输出电压 √
输出电压总大于 输入电压
输入电压<输出电压 和 输入电压>输入电压
√ √
三种拓扑的输入输出电压关系
拓扑结构 降压型 升压型
典型应用 车载、标牌、投影仪、建筑 车载、LCD背光、手电筒（闪光灯） 医疗、车载照明灯、手电筒（闪光灯）、紧急照明 灯、标牌
PWM_B
PWM_G PWM_R
6
7 8
6
7 8
3.方框图
系统方框图
4.应用信息 串行总线方式可以有效的提高数据传输速度，每颗 IC 内部又 增设串行驱动器，方便地址位寻址，可以兼容舞台灯光，采用计数移 位模式和地址模式，双模式数据传送方式，便于大数据量高速率传输 。 PWM 型驱动器与功率器件结合，有效的提高输出耐压，增强驱动 能力。比如与三极管结合设计，输出串接多颗 LED，提高像素点亮度 。按照设计需求，选择合适的驱动管，达到符合设计的驱动电流和耐 压，灵活选型，灵活配置。 CYT3006 外围器件简洁，除几颗滤波电容外，不再需要配置 外围器件，即可满足工作条件。输出与功率器件桥接，根据功率器件 所需要的激励电流，计算合适的电阻，匹配合适的输出阻抗。PWM 输 出电流能力是 10mA，灌入电流能力是 25mA，设计注意不要超过这 个值，避免 IC永久损坏。在满足功率器件推动参数时，尽量的减小激 励电流，从而降低像素点功耗。
降压-升压型
三种拓扑的典型应用
（1）BUCK型
（2）BOOST型
（3）BUCK-BOOST型
三、PWM调光知识介绍 不管你用Buck, Boost, Buck-Boost还是线性调 节器来驱动LED，它们的共同思路都是用驱动电路来 控制光的输出。一些应用只是简单地来实现“开”和 “关”地功能，但是更多地应用需求是要从0到100% 调节光的亮度，而且经常要有很高的精度。使用脉冲 宽度调制（PWM）来设置周期和占空度可能是最简 单的实现数字调光的方法。
地在提高。高亮度、超高亮度的LED都已广泛运用到实际工程
中。但同样值得反思的是并不是LED亮度越高就越好。
3.LED景观工程应用实例
（1）水立方
（2）上海东方明珠塔
（3）费城艺术大道
（4）杭州运河
（5）英国伦敦眼
（6）厦门中闽大厦
二、开关电源驱动电路 1.开关电源驱动的基本构成和原理 目前，驱动LED中常用的直流稳压电源主要有线性电源和开关电源两类。 根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关 稳压电源。 （1）开关电源驱动的基本构成与原理 ①基本构成
四、典型PWM集成驱动器
市面上的PWM集成驱动器很多，在下面的内容中介绍一种单
线数据传输3通道PWM-LED 驱动器CYT3006。
CYT3006引脚功能 名称 VCC CAP GND IN OUT SOP8 1 2 3 4 5 DFN8 1 2 3 4 5 功能 输入电压3.5v～5.5vDC 芯片内部滤波电容 芯片地 级联数据输入 级联数据输出 PWM输出蓝色 PWM输出绿色 PWM输出红色
项目四
项目描述
初识LED景观工程
从LED夜景工程的发展现状与趋势入手，介绍了LED 在夜景景观照明工程中的设计与应用，并通过LED变色灯 的实例，使得读者能够对LED景观工程有初步的了解，在
本项目的最后将介绍LED夜景施工组织流程。
知识目标 对LED开关驱动电路和LED变色灯原理的认知。 技能目标 学会如何组建LED变色彩灯电路。
3.LED驱动电路的拓扑结构 开关电源是目前能量变换中效率最高的，一 般有BUCK型（降压型），BOOST（升压型）， 还有很少用到的BUCK-BOOST型（升降压型）， 效率可以达到90%以上。Buck、Boost和 BuckBoost等功率变换器都可以用于LED的驱动，只是 为了满足LED驱动，采用检测输出电流而不是检测 输出电压进行反馈控制。
②基本工作原理 开关电源的基本工作原理： 输入的交流电(市电)首先经整流滤波电路形成直流电压Vs，该直流电Vs， 再经通／断状态由下图所示波形Vc控制的电子开关电路后，变换成脉冲状交流电 压Vo。Vs再经电感、电容等储能元件构成的整流滤波电路平滑后，输出直流电压 Vo。
开关电源工作波形图
（2）开关电源的优点 开关电源具有功耗小效率高、体积小重量轻、 稳压范围宽、电路形式灵活等多方面的优点。 ①功耗小、效率高、工作可靠稳定 ②体积小、重量轻 ③稳压范围宽，适用范围广 ④安全可靠
用这一特性，设计变色的照明效果。
此外，LED色彩变化的频率和速度也是应该进行设计的内
容。变化过快的色彩方案，容易造成视觉疲要的交通节点 ，频繁闪烁变化的LED照明，甚至会影响到道路的交通安全。 LED技术在近两年发展得非常快，LED发光效率也大幅度
⑤电路形式灵活多样、设计简便
（3）专用控制器件 PWM控制电路的基本构成
可见，PWM控制电路由以 下几部分组成： ①基准电压稳压器，提供一个供 输出电压进行比较的稳定电压和 一个内部IC电路的电源； ②振荡器，为PWM比较器提供 一个锯齿波和与该锯齿波同步的 驱动脉冲控制电路的输出； ③误差放大器，使电源输出电压 与基准电压进行比较； ④以正确的时序使输出晶体管导 通的脉冲倒相电路。振荡频率由 外部电容(CEXT)和电阻(REXT) 加以设定。
2. LED景观照明的设计与应用 LED是一种新型光源，代表着最新的照明科技。因此使 用LED照明目前似乎正逐渐成为一种最为时髦的做法。似乎用
了LED就贴上了科技领先的标签。然而，不考虑建筑原有风格
形态。盲目使用LED照明，一味追求色彩变化也成为许多建筑 照明设计的通病。 LED灯具色彩可变。易于控制是其优于其他种类光源和 灯具的特性。因此，在实际的工程中采用LED时大多会选择使
我国也将把半导体照明作为一个重大工程进行推动。“ 十五”期间我国半导体照明领域的研究目标主要放在培育
LED产业链上。目前我国在半导体照明领域已经初步形成从
外延片生产、芯片制备和器件封装集成应用的比较完整的产 业链。然而，由于半导体景观照明不同于半导体照明的其他 领域，它对最终的实施效果有艺术化的要求，这就涉及到如 何设计和使用的问题。
首先介绍几个定义： 1.占空比(Duty Cycle or Duty Ratio) （1）在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续 时间与脉冲总周期的比值。 例如：脉冲宽度1μs，信号周期4μs的脉冲序列占空比为 0.25。 （2）在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时间的比 值。 （3）在周期型的现象中，现象发生的时间与总时间的比。 其实归纳一下也就是电路释放能量的有效时间与总释放时 间的比。
2.LED调光比 调光比则是按下面的方法计算： Foper=工作频率； Fpwm=调光频率；调光比率 = Foper / Fpwm，（其实也就 是调光的最低有效占空比）。比如 Foper=100khz;Fpwm=200Hz,则调光比为：100k/200=500; 这个指标在很多LED驱动芯片的规格书里都会做出说明。 3.PWM调光 其实也就是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控 制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率 控制与变换及LED照明等许多领域中。
2.双端驱动集成电路TL494及其应用 TL494为双端输出的PWM脉冲控制驱动器，总体结构
比同类集成电路SG3524更完善。T L494内部有两组误差放
大器，以及由PWM比较器组成的主控系统、精度为5V土 0~2 5 V的基准电压输出。其两组时序不同的驱动脉冲输出 端，内置发射极和集电极开路驱动缓冲器，以便于驱动 NPN、PNP双极型开关管或N沟道、P沟道MOSFET管。 TL494内部电路框图见下图。
复习思考题
1．开关型驱动电路的典型结构是什么？ 2．LED驱动电路的拓扑结构分几类，分别是什么？它 们之间有何区别？ 3．什么是PWM调光？