带半桥变换器的开关电源。方案、说明

带半桥转换器的开关电源。无线电电子电气工程百科全书

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该开关电源电路具有半桥转换器，输出电压可调，无需稳定，用于为焊台供电。这种电源的建设和调整不会造成困难，这是它的主要优点。控制单元采用KR1156EU2芯片制作，属于高频芯片。针对构建推挽式高频开关电源而优化的 PWM 控制器。

该装置的方案如图5.23所示。 1。市电电压供给滤波器C1、L2、C1，经二极管电桥VD6整流，并通过限流电阻R12对电容器充电。 SP 和 C1，形成桥的一个肩部。另一肩由晶体管VT2、VT2组成，变压器T1的初级绕组连接到电桥的对角线上。场效应晶体管VT2、VT1由DA2微电路输出的脉冲交替打开，VT1直接由微电路控制，VT1通过变压器T8控制，变压器T9起到电流隔离的作用。电阻器 RXNUMX 和 RXNUMX 包含在栅极电路中，它们与栅极电容一起形成。降低开关噪声的低通滤波器。

芯片。 KR1156EU2 PWM 控制器有两个输出级（引脚 11、14），设计用于提供较大的输出电流（输入和输出）：恒定 - 0,5 A，脉冲 - 高达 2 A。微电路由内部发生器控制，其频率通过将电阻器连接到引脚 5 并将电容器连接到引脚 6（图 5 中的 R7、C5.23）来设置。本例中传感器频率选择为 50 kHz。

（点击放大）

对于输出信号的脉宽调制，使用由触发器和误差信号放大器组成的器件。借助误差信号放大器，通过以适当的方式将负反馈连接到放大器的输入，将部分输出电压与参考电压进行比较，可以稳定输出电压。然而，在本设计中，没有使用这种可能性，因此按如下方式进行连接。微电路的同相输入（引脚 2）由参考电压源（引脚 5,1）提供 +16 V 电压。锯齿电压从引脚 7 施加到引脚 6。放大器的反相输入（引脚 1）通过电阻器 R4 连接到公共线。

通过这种包含，误差信号放大器被设置为输出脉冲的最大持续时间。为了控制脉冲的持续时间，使用了控制器的另一种可能性 - 具有输出 8 的“软启动”节点。如果向该输出施加约 2,25 至 4,5 V 的电压，则输出脉冲的持续时间将在最大值的 0 ... 100% 范围内调节。脉冲的最大持续时间分别是半周期持续时间的80%。

引脚 8 处的电流非常小（大约 10 µA）；通过将电容器连接到该输出（您可以执行所谓的“软启动”，此时转换器的操作以最小脉冲持续时间开始，并由于电容器的充电而逐渐增加到固定值。在该设备中，脉冲持续时间以及输出电压由可变电阻器 R2 调节。该电阻器连接到分压器电路 R1.R3，连接到参考电压 +5,1 V。

微电路第9脚的作用是电流保护。如果通过晶体管VT2的电流超过1A，则引脚9处的电压将超过1V，并且微电路的输出将切换到“关闭”状态，直到当前周期结束。微电路的电源电压提供给引脚 15。如有必要，单独的电源引脚（引脚 13）和公共线（引脚 12）允许将强大的输出级（干扰源）与转换器的其余部分去耦。

微电路的电源电压来自二极管VD12、VD13和电容器C10上的整流器。当设备连接到网络时，这个电压是不存在的，因此需要解决初始启动的问题。为此，使用了微电路的以下特征。如果微电路的电源电压低于 9 V，控制器处于关闭状态，信号位于输出端。一个和。在不存在的情况下，微电路消耗大约1mA的电流并且不会旁路电容器C6，电容器C7通过电阻器RXNUMX充电。

当电压达到约 9,8 V 时，微电路开启。转换器启动，变压器的绕组III上出现电压，该电压经过整流并在运行期间为微电路提供电源（本装置中约为15V）。微电路的15脚有大约0,8V的迟滞，因此只有当电源电压低于9V时微电路才会关闭，因此启动微电路时15脚电压的短期下降不会将其关闭。

如前所述，输出 A 和 B（分别为引脚 11 和 14）处的波形是交替出现的脉冲，最大持续时间为半周期的 80%，因此关闭一个晶体管和打开另一个晶体管之间存在相当大的间隔。结果，排除了两个晶体管都打开的时刻，并且不存在直通电流。

绕组II的输出电压经二极管VD14...VD17整流，并通过电感器L2馈送到电容器C13，然后馈送到转换器的输出。电感器 L2 的目的是从矩形脉冲整流序列中选择恒定分量。在整流电压脉冲之间的间歇期间，所有整流二极管都打开，电感器中积累的能量通过它们进入负载。

该块采用进口、国产部件：VD1-W06M二极管电桥，反向电压600V，最大电流1,5A； SP、C12——Jamicon 的两个并联电容器 47 uF 160 V； VD14...VD17——进口SF22二极管，反向电压100V，最大电流2A；恢复时间 35 ns。应该注意的是，器件的效率和噪声水平很大程度上取决于这些二极管的速度。

变压器T1绕在M10NM6铁氧体制成的K4,5x2000x1环上，绕组I为50匝，II为40匝，线径为0,15毫米，变压器T2缠绕在M31NM18,5铁氧体制成的K7x1000x1环上，绕组I包含160匝直径为1毫米的PEV-0,3线，II-40 0,6 匝直径为 2 毫米的相同导线，III - 15x0,15 匝直径为 2 毫米的导线。电感L20绕制在由铁氧体M10NM5制成的K2000x1x1,5环上，环内间隙为0,5mm；匝数 - 软件，直径为 XNUMX 毫米的电线。该间隙是用金属钢锯或带有金刚石砂轮的“磨床”制成的，将 Textolite 垫圈粘在间隙中以提高强度。

晶体管安装在小型散热器上。 VD7、VD8 - 两个串联的齐纳二极管，总稳定电压为 18 V。其余细节是脉冲源的典型细节。

设置该器件时，将外部 +15 V 电源连接到 DA10 微电路的引脚 1 和 12，并检查输出 A 和 B 处是否存在信号、它们的形状以及由电阻器 R2 调节时脉冲持续时间的变化。如有必要，可以根据所需的控制范围选择电阻器 R1 和 R3。

此外，在不关闭+220 V电源的情况下，连接30 ... 40 V量级的电压而不是12 V，并检查晶体管结点处的信号，以及设备输出端和电容器C10上电压的形成。与稳态相比，电压应按比例降低。

之后，移除+12 V电源，设备可以连接到220 V网络。最后，指定T2变压器的绕组I和III的匝数：III - 提供+ 15 V电源，以及绕组II - 提供所需的最大电源电压。

作者：Semyan A.P.

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