1.6 恒功率电路的设计_新型开关电源典型电路设计与应用（第3版）-QQ阅读男生历史网

书名：新型开关电源典型电路设计与应用（第3版）
作者名：刘军主编
本章字数：1808字
更新时间：2020-06-25 21:05:16

1.6 恒功率电路的设计

恒功率电源由两个控制电路构成：一个是电流控制电路；另一个是电压控制电路。要求两个控制电路具有相同的稳定性，当某一个电路输出电压（电流）较小时，另一个电路应具有恒流（或恒压）的作用，达到输出电压或输出电流都具有恒压或恒流的目的，不能因为输入电压或输出电流和外界因温度、湿度、线路负载的影响使输出功率不稳定。

1.6.1 恒流、恒压的工作原理

图1-57所示为配上PC817A光耦合器，外加两只晶体管组成恒功率电路。一次绕组与IC1的D脚变换输出。电路中的VS1、VD5是变压器一次绕组NP的钳位保护电路，它将变压器一次绕组的漏感所形成的尖峰电压反馈、吸收，使IC1电路在安全范围内运行。VS1、VD5为网络缓冲吸收电路。反馈绕组NF的输出电压经VD6、C3整流滤波得到反馈电压VFB、与光敏晶体管提供控制偏压。二次电压经VD7、C5、L2整流滤波后，输出7.5V的直流电压。C4是旁路电容，与R8一同起频率补偿、自动启动、滤除尖峰电压三大作用。R1是电源的假负载，空载的情况下，因反馈电压升高而出现“超越”控制，起到稳定作用。

图1-57 恒功率电路

电路的两个控制电路，第一个是电流控制电路。当输出电流发生异常时，电阻R6对输出电流进行检测。VT1、VT2由两只不同型号的晶体管进行恒流控制。R4、R2是VT1、VT2集电极偏置电阻，R1还起着控制电流增益的作用，R5对VT1的发射极电流进行限制，不使VT1过早导通。R3限制VT2的基极电流，使它只能工作在放大区。电路是怎样进行恒流控制呢？当输出电流Io增大时，电流在R6上的压降上升，VT1导通，接着VT2导通，发射极电流Ie2上升，光耦合器中的发光二极管电流增大，致使控制脉冲占空比D变小，迫使输出电流Io下降，控制电路电流呈现开路态势，VS2在此期间无电流，电路自动转入恒流工作模式。

第二个是电压控制电路。VS的稳定电压为6.2V，工作电流为10mA。输出电流较低时，电路工作在恒压模式。在恒压模式时，VT1、VT2截止，电流工作电路因晶体管截止不起作用，这时VS2由输出电压经它有电流通过，而输出电压高低便由VS2的稳压值和发光二极管的压降决定。

IC1电子开关既可以工作在2.2A受控恒压方式，也可工作在7.5V恒压状态下。这种状态下电阻R6所产生的损耗为0.64W。为了减小损耗，只有减少输出电流或R6的阻值，但是提高恒流的准确度比较困难。IC1是恒功率输出的Io-Vo的特性曲线如图1-58所示。由图可知，当输入电压为85～265V时，特性曲线变化很小，受输入电压的影响很小；当输出电流Io＜1.85A时，电路处于恒压区；当输出电流Io=1.90A±0.08A时，电路处于恒流区，区里的Vo随着Io的微增而迅速降低。当Vo≤2V时，VT1、VT2无工作电流，此时电流控制电路不起作用，但一次电流受IC1的电流限制，电流在R4上的压降VR4上升，VT2集电极电流下降，使光耦合器的工作电流迅速减小，迫使IC1进入重新启动状态。就是说，一旦电流控制电路失去控制，电路立即从恒流模式转入恒压状态，将Io拉下来，对IC1起到保护作用。该电路是一种低成本LED驱动电源，可用于室内外照明、交通指示、道路照明等，也用于电池充电器和特种电动机驱动。

图1-58 Io-Vo特性曲线

1.6.2 电流控制电路设计

电流控制电路由VT1、VT2、R7、R6、R3、R4、R5、C6和IC2等组成。下面计算输出电流Io的期望值。因VT1的基极电流很小，而R6上的电流很大，所以VT1的VBE1压降全部落在R6上。

设VBE1=0.7V，则，R6取0.33Ω标称值。

恒流准确度r为

计算结果与设计指标相吻合，为设计正常，否则Io′的变量重新设定。

1.6.3 电压控制电路设计

恒压电路输出电压由下式计算：

Vo=VZ2+VF+VR7=VZ2+VF+IR7R7

式中，VZ2为稳压值，VZ2=6.2V，VF=1.2V。IR7=IC2=IF这3个参量是随着输入电压Vi，输出电流Io以及光耦合器的电流传输比（CTR）的变化而变化。TOP202Y芯片的控制端电流Ic从2.5mA（对应最大占空比Dmax）到6.5mA（对应最小占空比Dmin），我们取Ic=4.5mA，则。