本文為了給大家能更清晰的破解單管開關電源，我們采用原理圖和理論相結合的方式，給各位工程師帶來不一樣的學習方式。本文將會和各位工程師分享單管開關電源的的核心要點：實例制作和設計要點。

一、單管開關電源簡述

單管開關電源由于構成元件簡單，成本低廉，在很多小家電中得到廣泛的應用，如LED燈、充電器、遙控器、門鈴等。

下面就是這種單管開關電源的電路。

圖1. 單管開關電源電路圖

二、單管開關電源的元件組成和電路原理

1、主要元件

a. 開關管。

圖2 MJE13005

開關管可以使用雙極型晶體管和場效應管，本電路使用的是雙極型晶體管，型號為MJE13005，該型號的三極管屬于高反壓高速開關三極管，主要用于大功率節(jié)能燈、開關電源、功率變換器等，其具有耐高壓、開關速度快、安全工作區(qū)寬等優(yōu)點。其主要參數(shù)如下：

集電極-基極最高反向耐壓達到700V

集電極-發(fā)射機最高反向耐壓達到400V

集電極最大允許電流達到5A

集電極最大耗散功率達到75W

MJE系列從13001到13009，在實際產(chǎn)品中，可以根據(jù)實際要求選擇合適參數(shù)的型號。

b. 開關電源變壓器。

開關電源變壓器的作用是為負載電路提供能量，同時為前后級電路提供隔離。開關電源變壓器有EE、EC型，本電路采用EE型。

開關電源變壓器有初級繞組和次級繞組，本電路中的變壓器初級繞組包含儲能繞組和正反饋繞組，匝數(shù)比為210：9；次級繞組中心抽頭，匝數(shù)比為13：13，這個匝數(shù)比可以根據(jù)具體需要進行調(diào)整。

2、電路原理

a. 整流濾波電路。200V交流電經(jīng)過整流橋B1（可采用1N4007 x 4組成）和電容器C1整流濾波后輸出300V直流電壓，進入單管自激振蕩電路。

圖3 整流濾波電路

b. 開關自激振蕩電路。300V直流電壓一路經(jīng)過變壓器T1的初級繞組加到開關管的集電極，另一路通過R4給開關管提供基極電壓。由于正反饋繞組感應的電壓經(jīng)過R5、C3加到開關管的基極，開關管很快進入飽和導通狀態(tài)。由于開關管導通，則正反饋停止，開關管進入放大狀態(tài)，集電極電流減小，從而在正反饋繞組上產(chǎn)生反向電流加到開關管的基極，使開關管進入截止狀態(tài)。一旦開關管截止，則初級繞組無電流，正反饋繞組無電壓，這時開關管又進入初始狀態(tài)，即由電源為其提供電壓，從而再次進入導通狀態(tài)。如此這般循環(huán)不止。

圖4 自激振蕩電路

c. 保護電路。保護電路由C3、R5、D1組成。主要作用是減緩初級繞組上的電壓變化速率，使開關管工作在安全區(qū)域內(nèi)。當開關管由飽和轉(zhuǎn)為截止，初級繞組上的電壓變?yōu)榉聪颍藭rD1導通，對電容器C5充電，從而使開關管集電極電壓緩慢上升，達到保護開關管的目的。當開關管再次導通時，C5上電荷又經(jīng)過R5釋放掉，從而保證保護電路周而復始的有效。

圖5 保護電路

d. 次級整流輸出電路。開關管導通，初級繞組上正下負，次級繞組中D3導通；當開關管截止，初級繞組極性變?yōu)樯县撓抡渭壚@組中D2導通，從而完成能量的轉(zhuǎn)換。

圖6 次級整流輸出電路

e. 穩(wěn)壓電路。本電路中D6為穩(wěn)壓管，為負載提供穩(wěn)定的電壓，如果要求更高的穩(wěn)壓性能，可以換用三端穩(wěn)壓器。

3、總結

單管開關電源電路簡單，方便制作和維修，但是也存在性能不穩(wěn)定，缺少安全設計。下一篇文章中我們介紹單管開關電源的改進方法，使單管開關電源工作更可靠。

下面是圖1電路的仿真結果。

圖7 單管開關電源的仿真圖