CL-A-15-5型开关电源的制作与检测

我们知道开关电源主要由交流220V整流滤波电路、开关振荡电路、高频脉冲整流滤波电路、取样和稳压控制电路等几部分组成。下面以CL-A-15-5型开关电源(15W/5V)作为实例，如图所示。由图可见，它是通用的变压器耦合并联型电路，输入电压经由C1、C2、C3、LF1构成的线路滤波器、二极管VD1～VD4构成的桥式整流电路和电容C6滤波后变成约320V的直流电，一路经自启动限流电阻R6、R3供给IC1的电源输入端，可见，R6和R3为芯片自启动限流电阻;另一路经脉冲变压器Tl送给IC1的4、5脚(1CE2A内的MOSFET的漏极)，并由与3脚(1CE2A内的MOSFET的源极)相连的过流检测保护电阻R1形成回路，内部振荡器控制着MOSFET的通断。另外，由脉冲变压器T1的次级、D6、R5、C7组成的辅助电源电路，供给PWM控制器电源。

 

本电路的PWM变换器是由ICE2A(IC1)及脉冲变压器T1组成。脉冲变压器T1在电路中具备能量储存、隔离输出和电压变换的功能。由电路图中的同名端可知，这是一种反激式开关电源，即在MOSFET导通时，电能以磁场能量形式储存在初级线圈中、此时D7截止;在MOSFET截止时，磁场能量形式传输给次级，此时肖特基整流管D7导通，经由C12、L1、C13、R9、C14构成的输出整流滤波电路形成直流电压输出。R13、LED1构成发光指示电路。另外，PWM变换器选用ICE2A0565(IC1)，它是双列直插8脚结构，其引脚功能见下表。

对开关电源而言，在功率相同时，开关频率越高，开关变压器的体积就越小，但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头，以得到需要的输出。

开关电源的输出直流电压的大小与脉冲电压的有效值成正比，而脉冲电压的大小又与开关管的导通占空比成正比。另外一方面，通过取样比较电路去反馈控制占空比控制电路，使占空比作相应变化。

若输出直流电压下降，则使占空比变大，从而使输出电压上升，反之亦然。

该电源采用配可调稳压器的光耦反馈式稳压反馈控制电路。R12、R11、W1、R8、IC2、IC3构成电压取样电路。IC1内部设有基准电压、比较放大电路和脉冲控制电路。C10是IC1的反馈信号输入端的旁路电容。稳压过程为：当由于某种原因致使输出电压升高时，光耦中发光二极管的电流增大，使IC1反馈控制端的电流增大，因其内部的振荡器的占空比与该电流成反比，故占空比减小，这就迫使输出电压降低，达到稳压的目的，反之亦然。可见，反馈控制电路正是通过调节占空比，使输出电压趋于稳定的。

另外，开关电源也设置了一些辅助保护电路。

R4、D5和C8为缓冲保护电路，避免在MOSFET关断的时刻，由脉冲变压器产生的反蜂电压使MOSFET的漏极电压超过650V而损坏芯片。过流检测电阻Rl的设置能限制开关管电流的过大。电路还设置了启动保护电路，由于开机时输出直流电压未及时建立，反馈电压未及时建立，易使开关管的饱和期过长而损坏，为此，在集成块的1脚外加软启动电容C4，利用开机时对电容的充电：限制开关脉冲的宽度，使开机时开关管的饱和期不至于过长而逐渐增大，从而让稳压电路迅速进入正常状态，其软启动时间由C4决定。此外，C3电容是接在输入线两端用来消除串模干扰，C1、C2电容接在输入线和地线之间用来消除共模干扰。

元件选择与印制电路板制作

元件的选择，详细如下表所示。印刷电路板的制作，如下图所示。

三、安装与检查

根据所选配的元件及PCB板，按照原理电路相对应的PCB板对号入座，并焊接各结点。当安装焊接完毕后，再次检查电路是否有错接或漏接情况，如有应及时纠正，同时，在通电前，应用万用表R×lk挡测量开关电源的输入端电阻，判别电路是否有短路现象。

四、调试与检测

1.测试输出电压的可调范围

在输入端连线并接通220V电源，看指示灯是否正常显示。调节可变电阻W1，使之顺时针到底和逆时针到底时，用数字万用表DC20V挡测量输出端的电压范围。

2.空载电压的调整

将调压器调至220V，接通电源，数字万用表选用DC20V电压挡，调节Wl，使输出电压为5V。如果电压不正常，则检查相关电路并排除故障。

3.电流调整率的测量

调节调压器使变压器输入电压为220V，负载电流为空载Io=0时和满载Io=3A时，满载时接上滑动变阻器，测输出电压U2和U1，并按公式计算

 

(U0为额定输出电压5V)电流调整率。本电路要求电流调整率≤0.5%。

4.电压调整率的测量

在满载状态下，调节调压器使变压器输入电压升至265V，测此时的输出电压U3;然后，在满载状态下，调节调压器使变压器输入电压降至185V，再测此时的输出电压U4;最后，把上面的数据分别代入

 

两个公式进行计算(Uo为额定输出电压5V)，从Sul和SU2中取其中较大的一个作为稳压电源的电压调整率。本电路要求电压调整率≤0.%。

5.纹波电压的测试

用示波器测输出交流纹波电压，空载及满载情况下将输出直流电压从最小调到最大，观察纹波电压变化的情况。记录最大纹波电压的数值。本电路要求纹波电压≤80mVp-p。

通过制作与检测开关电源，既能熟悉开关电源的工作原理和功能，又能掌握开关电源的装接和生产工艺，还能熟悉开关电源的调试检测技术。另外，电路制作调试成功后，还可进行故障模拟，这对掌握开关电源的维修技能也有促进作用。