5V电源输出控制电路

上篇的电路有留言问D6、ZD1和C4在线路中的作用是什么,我简单的私信回了一下,为了更好的理解,现在把具体的输出控制线路进行分析:

输出电压控制电路由C4D6ZD1组成前文已经提到当Q1截止时,反馈绕组NF上感应出上“-”下“+”的电压,该电压也使D6导通,并给C4充电。当C4的电压达到ZD1的稳压值时,ZD1反向击穿导通。当C4的电压比ZD1的稳压值高0.6V时,Q2导通,对Q1基极电流进行分流,使Q1提前进入截止状态。C4的电压越高,Q2集电极电流就越大,对Q1基极电流的分流作用就越强,Q1的导通时间就越短。这样就可以减小PWM控制电路的占空比,当电路达到平衡状态时,C4的电压就稳定不变了。

我们前面讲过,在自激振荡型PWM控制电路中,电路的稳压控制主要是通过改变导通时间ton来调节占空比D的,对关断时间toff的影响比较小所以当我们改变了电源的导通时间,从而改变了占空比,那么我们也相当于改变了控制周期T所以说,自激振荡型控制电路属于PWMPFM结合的线路

由于反馈绕组NF和次级绕组NS具有磁耦合作用,其感应电压与匝数成正比,如果NF和NS具有相同的匝数,C4和C5就会有相同的输出电压。C4的电压稳定了,C5的输出电压也就稳定了。

如果我们假设NF和NS同为12匝,C4的电压为5.3V(稳压值4.7V+Q2的BE结0.6V),那么同样的输出电压UO约为5V。理论上改变ZD1的稳压值就可改变输出电压但是,由于变压器漏磁和整流二极管非线性的影响,所以电路输出电压稳定度较差,特别是输出空载的时候,输出电压会升高较多。为了使空载输出电压不至于过高,通常要在输出端并联一只负载电阻,比如我们图中的最小负载R7但是负载的接入会降低开关电源的效率。

为了避免输出的稳定度和电源的效率二选一的处境,我们可以增加独立的输出电压取样电路,并且还要保持次级与初级之间的电气隔离。我们前面说了光耦就可以实现这种功能;所以我们可以将线路升级为:

输出电压取样及误差放大电路连接在次级回路中,次级的电压变化通过光耦隔离后反馈到初级控制电路,使次级与初级实现电气隔离。

当输出电压升高时,流过光耦中发光二极管的电流会增大,从而使光耦中光敏三极管电流增加。该电流施加到Q2的基极,引起Q2的集电极电流上升,对Q1基极的分流增大,Q1的基极电流减小,使Q1的集电极电流也减小,Q1将提前退出饱和状态,导致Q1的导通时间ton减小,从而减小了PWM电路的占空比,使输出电压下降。同理,当输出电压降低时,会使ton增加,从而增加占空比,使输出电压升高。占空比的调节总是使输出电压趋于稳定状态。

该电路的输出电压为ZD1的稳压值与光耦中发光二极管的正向压降之和,从图中我们可以看到ZD1的稳压值为3.9V时,输出电压约为5.0VR8为稳压二极管ZD1的偏置电阻,有利于保持ZD1稳压值的稳定性。电阻R7可以起到输出电压微调及反馈环路增益调节的作用。

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