普通光耦反馈电路的设计实例 admin    18/09/08



    普通光耦反馈电路是由稳压管和光耦合器构成的,具有电路简单、成本低廉的特 点。其电压调整率可达0.5%~1%,负载调整率约为1%,适合对开关电源稳压精度要 求不太高的应用领域。下面通过几个典型实例介绍普通光耦反馈电路的设计。

一.待机电源的光耦反馈电路

    待机电源的作用是当主电源断电后,由待机电源继续给负载供电。某待机电源的变 流输入电压为230V±15%,输出为+5V、2A,电源效率高于78%。待机电源的光耦 反馈电路(局部)如图3-13-1所示。C4为安全电容,能滤掉由一次、二次侧耦合 电容引起的共模干扰。二次侧输出首先经过3A/40V 的肖特基二极管VD2 (1N5822)、C5整流滤波。再经过后置滤波器L与C6进一步减小纹波,获得+5V稳 压输出。RTN为返回端。L采用10uH/2A的磁珠,能滤除开关噪声。

图3-13-1  待机电源的光耦反馈电路(局部)

    反馈电路由线性光耦合器IC2(SFH615—2)和稳压管VD2(BZX79B3V9)构成。 R4(150Ω)为稳压管的偏置电阻,可使稳定电流IZ=1V/150Ω=6.7mA。输出电压UO 值取决于光耦合器中发光二极管正向压降UF(约1V)与稳压管的稳定电压U7(约 3.9V)之和,即

UO = UF + UZ         (3-13-1)

    将UF ≈ 1V,UZ ≈ 3.9V代入式(3-13-1)中得到,UO ≈ 4.9V,可近似为5V。

二.通用开关电源的光耦反馈电路

    某通用开关电源的直流输入电压为+250~380V,输出为+48V、5.2A(250W), 电源效率可达84%。通用开关电源的光耦反馈电路(局部)如图3-13-2所示。二次绕 组电压首先经过VD2、C9~C11整流和滤波,再通过L、C12滤除开关噪声之后,获得稳 定的直流输出电压UO。为减小滤波电容的等效电感,现将C9、C10和C11并联使用。

图3-13-2  通用开关电源的光耦反馈电路(局部)

    由于输出电压为+48V,现将3只稳压管VDZ2(BZX79B22)、VDZ3(BZX79B12)和VDZ4 (BZX79B12)串联使用,它们的稳压值分别为22V、12V、12V,串联后的总稳压值UZ=UZ2 + UZ3 + UZ4=46V,稳定电流IZ=(UO—UZ—UF)/R6 ≈ (48V一46V一1V)/100Ω= 10mA。设光耦中红外发光二极管LED的正向压降为UF,输出电压由下式确定

UO = UZ2 + UZ3 + UZ4 + UF + UR6     (3-13-2)

    R6为LED的限流电阻,它还决定控制环路的增益。二极管VD4和电容C14构成软启动 电路。刚上电时,由于C14两端压降不能突变,致使VD4因负极接低电平而导通,此时 稳压管不工作。随着C14被充电,其两端的压降不断升高,又使VD4变成截止状态,输 出电压才建立起来。掉电后,C14上的电荷就经过R9泄放掉。C13和R8为高压控制回路 的频率补偿元件。

三.大功率音频功率放大器电源的光耦反馈电路

    某大功率音频功率放大器电源的连续输出功率为75W、峰值输出功率可达126W。 它属于多路输出反激式开关电源,不仅稳压特性好,还具有良好的瞬态响应及交叉负载 调节率。5路输出中包括两路主输出:UO1(+26V、1.45A),UO2(-26V、1.45A)。此 外还有3路辅助输出:UO3(+15V、150mA),UO4(+5V、150mA),UO5(-15V、 150mA)。+26、-26V两路输出均可提供1.45A的连续输出电流(或2.42A的峰值输 出电流),可用作OCL型音频功率放大器的电源。这种功率放大电路可采用±26V双电 源供电,能省去输出电容,改善音频功率放大器的低频响应。

    大功率音频功率放大器电源的光耦反馈电路(局部)如图3-13-3所示。二次绕组 电压首先经过±26V的电压反馈电路由高增益光耦合器IC2(PC817D)、稳压管VDZ4 (1N5253B)和VDZ5(1N5254B)、温度补偿二极管VD15与VD16(两只1N4148)等构 成。利用硅二极管的负温度系数可补偿稳压管的正压温度系数,将温度变化对稳压值的 影响减至最低。输出电压UO由稳压管VDZ4的稳定电压UZ4、VDZ5的稳定电压UZ5、R21 上的压降UR21、VVD15与VD16的导通压降分别为UVD15和UVD16、光耦合器PC817D中LED 的导通压降UF(即UR22)来设定。有关系式

UO = UO1 + |UO2| = UZ4 + UZ5 + UR21 + UVD15 + UVD16 + UF    (3-13-3)

    式中:UZ4=25V;UZ5=27V;UR21 + UVD15 + UVD16 ≈ 2V; UF ≈ 1V。一并代入公式得到UO = 52(V)。

图3-13-3  大功率音频功率放大器电源的光耦反馈电路(局部)



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