第五章 辅助电源的工作原理

第五章 辅助电源工作原理

一、 辅助电源的作用与技术要求

辅助电源是控制电路、驱动电路的电源。其作用是给控制电路、驱动电路提供稳定的低压稳压电源。要求能输出24V、12V的稳压直流电。

二、开关电源的一般形式与工作原理

辅助电源一般采用开关电源的形式，以保证效率和可靠性。其组成形式通常有正激式、反激式、推挽式、全桥式、半桥式等等。

（一） 单端反激式开关电源的工作原理：图5.1

1、 起始时，开关K合上，上时电源给变压器供能，并以磁能的形式储存于变压器中。N1的极性

为上正下负，N2的为上负下正，二极管截止，次边无电流。

2、 然后开关K断开，N1的极性变为上负下正（由于电感的储能和续流特性），N2的极性变为上

正下负，此时二极管导通，变压器的磁能由线圈释放出来，线圈的端电压变小。

3、 当磁能放出到一定程度，线圈N1的端电压小于电源电压时，电源再给变压器供能，此时，开

关K又被合上。回到初始状态。

4、 电路电流电压周期性的变化（初级）使次级负载得到稳定的供电。

三、小机型辅助电源的工作原理

小机型的辅助电源采用单端反激式开关电源的形式，其原理电路如图5.2

工作原理：

1、启动：电源通过N1、D3、R4（150K），R3（5.1K）抬升开关管Q1的栅极电位，达到8.2V时被稳压管D7钳位（保护开关管）。此时，开关管导通，同时，因N3与N1同位，N2感生电流通过C4、R5给开关管供电，加速开关管的导通。

2、储能：开关导通后，电源给变压器T供能，并把能量以磁能的形式储存于变压器中。N1的极性为上正下负，N2极性为下正上负，由于二极管D1的作用，N2级无电流通过。

3、关断：开关管导通后，电流经开关管、R6、R7给电容C5充电，提高其端电压，当电压值到一定程度时（约0.7V）,三极管Q2（8050）导通，线圈N3向三极管供电，开关管Q1的栅极电位（即Q2的集电极电位）迅速被拉低，此时，开关管截止。

4、放能：开关关断后，由于电感线圈N1的储能续流作用，N1的极性变为下正上负，此时N2的感生电动势极性为上正下负，二极管D1导通，给负载供电，变压器的磁能由次极N2释放。

5、振荡：由于电感（N1线圈）的续流，N1给开关管的漏源电容Cds（图中虚线）充电，至一定值（约650V）时，电容反向电感充电，同时，通过线圈N2向负载供电，直到线圈N1的能量大于电容能量时，电感线圈再向电容Cds充电。如此，能量不断在容感间转移，而每次电容向电感线圈供能时，都通过N2向负载供电。

6、再次启动：电容线圈的能量放到一定程度时，由于电感续流，会使Cds的端电压低于电源电压，致使电源再给线圈和Cds充电，产生向下的电流。此时，民工产生正向电流Q1再次导通，电源又给变压器充能，Cds上的能量也通过开关管完全放掉，回到初始状态。

如此不断反复，在开关管漏极形成了如图5.3的电压信号，并在次极N2得到稳定的直流电压输出。

（根据能量守恒定律，电源供给变压器的能量等于变压器供给负载通过N2的能量，即图中两阴影部分的面积相等）

7、稳压：在次级（N2）上接入24V的稳压管，钳住了电位，使得输出保持了24V的直流电压，且当初级由于电感储能致使电位过高时，N2级通过稳压管、光电耦合器使三极管Q2提前导通，钳住了解初级电位，保护了电路。

8、其它次级N3同各端使用了两个二极管，其中D4在关断开关时迅速、可靠地拉低栅极电位，保证关断。D5保证了第二次启动的电位需求。二极管D8在光耦动作时给UB提供电压，保证三极管的导通，并控制反向电流使N3饱和。