摘要:这种取样稳压方式常见于非隔离型拓扑结构开关电源电路,如BUCK(降压)、BOOST(升压)等。一般不能用于反激式等隔离型开关电源稳压。
开关电源的稳压取样电路主要有三种方式,这三种方式分别是:
①直接取样(电阻分压取样)
②间接取样(辅助绕组取样)
③光耦隔离取样
其中,光耦隔离取样在现代开关电源中应用最为广泛。
现在来分析这三种取样方式的电路特点:
一、直接取样(电阻分压取样)
这种方式最简单,直接从输出端通过电阻分压网络获取采样电压。
工作原理:
1. 使用两个高精度电阻(R1和R2)串联在输出端(Vout)和地(GND)之间。
2. 从中间节点取分压值 `
3. 将这个 分压值直接送入非隔离型PWM控制器。
这种取样稳压方式常见于非隔离型拓扑结构开关电源电路,如BUCK(降压)、BOOST(升压)等。一般不能用于反激式等隔离型开关电源稳压。
典型应用:
DC-DC转换器模块、电脑主板上的CPU供电(VRM)、非隔离LED驱动电源等。
如图示
该电路为平板电脑充电电路,其稳压电路就是采用直接取样稳压方式。
其中,R3、R4为充电输出电压直接取样分压电阻,用以监测输出电压和电池电压的变化,并反馈到控制芯片,调整开关管PWM占空比,稳定输出电压。
二、间接取样(辅助绕组取样)
这种方式通过变压器上的一个辅助绕组来间接地反映输出电压的变化,通常也称原边调节稳压方式。
工作原理:
①在功率变压器上增加一个辅助绕组或者直接由二次供电绕组提供,它的电压与输出绕组的电压成比例(匝比关系)。
②辅助绕组产生的电压经过整流滤波后,得到一个直流采样电压。
③此直流电压再经过电阻分压,送入非隔离型PWM控制器的FB引脚。
④控制器通过调节占空比,来稳定这个辅助绕组上的电压,从而间接稳定输出电压。
如图示
从图中可以看出:
R1、R2为取样分压电阻,两者分压值送入电源芯片FB脚(电压反馈脚),然后与内部基准电压相比较,再调整开关管PWM占空比,从而稳定输出电压。
该电路的好处是实现了电气隔离,安全性好,但稳压精度差,这是它最大的缺点。因为采样的是辅助绕组电压,而非真实的输出电压。输出电压的精度会受到很大影响。
典型应用:
对输出电压精度要求不高的低成本消费类产品,如手机充电器(旧式)、小家电电源等。
三、 光耦隔离取样(最常用)
该稳压方式也称副边调节稳压方式,这是目前中高端开关电源中最主流、应用最广泛的取样方式。它结合了直接取样和电气隔离的优点。
工作原理:
①在次级输出电压端使用分压电阻取样,然后送到精密基准源IC(最常用的是TL431)作为误差放大,并与内部的2.5V基准比较,当大于其基准电压(2,5V)时TL431导通。
②隔离传输:
TL431导通后,使光耦内的光电二极管发光导通,光敏三极管也收光导通。
③光敏三极管导通的输出连接到初级PWM控制器(如UC384X)的FB引脚。控制器根据这个信号调整开关管占空比,从而调整了次级电压的输出,维持电压的稳定。
如图示
从图中可以看出,在次级电压输出端,R9、R10为上、下分压取样电阻,分压值与三端精密稳压器TL431(|C3)的基准电压比较。
若输出电压增大,R9、R10分压值也增大,当大于TL431基准电压比较值(2,5V)时,TL431导通,从而使光耦(|C2)内发光二极管也导通,接着光敏三极管也导通,将电源芯片的FB脚电压拉低,芯片内部电路识别后,及时调整开关管的PWM占空比,从而控制了输出的稳定。
该稳压方式应用非常广泛,几乎所有的现代AC-DC适配器、笔记本电源、服务器电源、工业电源、通信电源等都采用。
友友们对老周的总结有何看法呢?[作揖]
来源:后来者驿站