6大常见电源设计电源电路，开关电源技术工程师(3) - 农业工程技术杂志社投稿

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6大常见电源设计电源电路，开关电源技术工程师(3)

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这些滤波器器件用于降低电源产生的EMI，以便符合已发布的EMI限制。然而，由于用来记录EMI的测量只在150kHz时才开始，而AC线电压频率只有50或60Hz，因此桥式整流器中使用的标准二极管的反向恢复时间较长，且通常与EMI产生没有直接关系。

然而，过去的输入滤波电路中有时会包括一些与桥式整流器并联的电容，用来抑制低频输入电压整流所造成的任何高频波形。

如果在桥式整流器中使用快速恢复二极管，就无需使用这些电容了。当这些二极管之间的电压开始反向时，它们的恢复速度非常快。这样通过降低随后的高频关断急变以及EMI，可以降低AC输入线中的杂散线路电感激励。由于2个二极管可以在每半个周期中实现导通，因此4个二极管中只需要2个是快速恢复类型即可。同样，在每半个周期进行导通的两个二极管中，只需要其中一个二极管具有快速恢复特性即可

图6：在AC输入端使用桥式整流器的SMPS的典型输入级。

图7：输入电压和电流波形显示了反向恢复结束时的二极管急变。

6、用软启动禁止低成本输出来遏制电流尖峰为满足严格的待机功耗规范要求，一些多路输出电源被设计为在待机信号为活动状态时断开输出连接。

通常情况下，通过关闭串联旁路双极晶体管或MOSFET即可实现上述目的。对于低电流输出，如果在设计电源变压器时充分考虑到晶体管的额外压降情况，则BJT可成为MOSFET的合适替代品，且成本更为低廉。

图十所示为简单的BJT串联旁路开关，电压为12V，输出电流强度为100mA，并带有一超大电容。晶体管Q1为串联旁路元件，由Q2根据待机信号的状态来控制其开关。电阻R1的值是额定的，这样可确保Q1有足够的基值电流在最小Beta和最大的输出电流下以饱和的状态工作。PI建议额外添加一个电容器，用以调节导通时的瞬态电流。如果不添加Cnew，Q1在导通后即迅速进入电容性负载，并因而产生较大的电流尖峰。为调节该瞬态尖峰，需要增加Q1的容量，这便导致了成本的增加。

用作Q1额外“密勒电容”的Cnew可以消除电流尖峰。该额外电容可限制Q1集电极的dv/dt值。dv/dt值越小，流入Cload的充电电流就越少。为Cnew指定电容值，使得Q1的理想输出dv/dt值与Cnew值相乘等于流入R1的电流。

式2

图8：简单的软启动电路可以禁止待机时的电源输出，同时消除导通时的电流尖峰因此，可利用小型晶体管来保持低成本

学完这些典型的电源电路，下面通过利用LM317制作简易电源设计电路。

一、LM317简介

LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。其主要性能参数如下。

输出电压：1.25-37VDC;输出电流：5mA-1.5A;芯片内部具有过热、过流、短路保护电路;最大输入-输出电压差：40VDC，最小输入-输出电压差：3VDC;使用环境温度：-10-+85℃。

图1给出了几种常用的LM317的外形及引脚排列图。

由于输出端与调节输入端之间的电压保持在1.25V，调整接在输出端与地之间的分压电阻R1和R2来改变ADJ端的电位，可以达到调节输出电压的目的，如图2所示，原理如下：

R1两端的1.25V恒定电压产生的恒定电流流过R1和R2，在R2上产生的电压加到ADJ端。此时，输出电压Vo取决于R1和R2的比值，当R2阻值增大时，输出电压升高，即：

Vo=1.25。

二、1.25-37V可调电源

原理图见图3。改变R1和R2的比值可使输出电压在1.25-37V之间连续可变。

V1和V2的作用是：当输出短路时，C2上的电压被V2泄放掉，从而达到反偏保护的目的。此外，当输入短路时，C3等元件上储存的电压会通过V1泄放，用于防止内部调整管反偏。C2用以提高IC的纹波抑制能力。C3用以改善IC的瞬态响应。C1用于输入整流滤波。在大电流输出时，IC会因温升过高而截止，必须加适当面积的散热器。R2应选用线性的电位器。

三、1.25-120V维修、实验电源

原理图见图4。电路由四块LM317组成，四组输出电势只通过R2进行调节。调节R2，IC4的输出电势在1.25-30V之间连续可变，同时，与之串联的IC1-IC3的输出电势也随之改变，从而得到1.25-120V间的四组直流稳定电压。

文章来源：《农业工程技术》网址: http://www.gcjszzs.cn/zonghexinwen/2020/0713/476.html