【新提醒】KA7500B构成的“明纬”开关电源S
本帖最后由 jf201006 于 2021-9-28 23:50
前段时间修了一个 广州铭纬 S–120–12 开关电源：https://www.mydigit.cn/thread-272004-1-1.html后来跑了一下电路，发现这个是通用的，网上有这个“公版”图，稍做修改如下：
我修的这个板号为XT0804，简单分析下，不对之处请指正。
电源情况：主板正面
主板背面
原理图
一、启动及辅助供电
（一）启动过程：（关键是C7，启动靠R4、R8）（各位，此部分分析有误，请参阅三楼@qrut大婶的回帖，现没有时间更正，抱歉
）
1、C7的充电。整流滤波后的300V电压分两路加到Q1的b极和c极：一路是通过R4、R6到Q1的b极，使Q1的be结正偏，Q1导通；另一路是在Q1导通后，从c极到e极，再通过T2的⑼脚到⑺脚，再到T1的⑴脚，从⑵脚出来后对C7充电。此时，T2的⑽、⑼脚感应出⑽正、⑼负的电压，通过C8迅速加到Q1的be结，加速Q1的导通；而在T2的⑻、⑹脚感应出⑻正、⑹负的电压，通过C9迅速加到Q2的be结，使Q2截止。
2、C7的放电。当C7充满时，回路电流下降，T2的⑼、⑺脚产生反极性电压，既⑼负、⑺正，在⑽、⑼脚感应出⑽负、⑼正的电压，通过C8迅速加到Q1的be结，使Q1的截止。而在T2的⑻、⑹脚感应出⑻负、⑹正确的电压，通过C9迅速加到Q2的be结，使Q2导通。C7开始放电，通过T1的⑵、⑴脚、T2的⑺、⑼脚、Q2的ce结到GND进行放电。不考虑市电补充能量的简化图如下：
3、自激振荡。当C7放完电后，回路电流下降，T2的⑼、⑺脚产生反极性电压，既⑼正、⑺负，在⑽、⑼脚感应出⑽正、⑼负的电压加到Q1的be结，Q1导通，C7充电。又在T2的⑻、⑹脚感应出⑻正、⑹负的电压，加到Q2的be结，使Q2截止。Q1、Q2轮流导通截止，出现自激振荡。
Q1、Q2的导通与截止完成对C7的充放电，电路处在自激振荡的状态。此时，开关电源有不受控的输出电压。实测本电源约为15V左右，但高频变压器会响的。
（二）辅助供电及输出
自激振荡使得输出高频变压器T1的初极（原边）产生交变电流，次级⒀、⒁脚通过D5、D6整流C12滤波，产生一组直流电压Vaux，为IC1（KA7500B）等提供电源。当IC1得电后，进入工作状态，其PWM输出通过推动管Q3、Q4和激励变压器，使得Q1、Q2的自激振荡变为它激振荡，受控于IC1。其振荡频率为f=1.1/RC=1.1/(R18*C14)=50KHz。
T1的（8/9）（10/11）脚通过D9整流和几个大电容滤波后输出正电位V+。T1的（4/5/6/7）是接在一起的，通过电流采样RJ输出负电位V-。
二、稳压
KA7500B与TL494工作原理是一样的，脚位也一样，可以直接互换。其内部工作原理不详表，需要知道的是内部的两个误差放大器A1、A2的输出通过“或”的关系后在⑶脚输出的，在分析一个（A1）放大器时假定另一个（A2）是无效输出（输出为低电平）。
IC1内的电压误差放大器A1的两个输入端分别由IC1的⑴、⑵脚引出，⑴脚为同相输入端、⑵脚为反向输入端、⑶脚是输出端。根据KA7500B调脉宽的原理，只有当⑴脚和⑵脚的电位相等时，输出脉宽不变。电路中⑵脚接入参考电压，此电压是由⒁输出的基准电压5V经R19与R20分压而得到的，理论为2.5V。
输出电压的采样电阻为R27、R28、R29和SVR1。SVR1是输出电压的微调电阻。分压后的电平值送到IC1⑴脚。稳压的过程是：当输出电压V+下降时，采样后的分压值下降，IC1的⑴脚电位低于⑵脚电位，⑶脚输出电平下降，使内部的PWM脉宽变宽，从而输出电压V+上升。反之，当V+上升，IC1的⑴电位会高于⑵脚电位，⑶脚电平上升，PWM脉宽变窄，进而使V+下降。
理论计算下SVR1的值：
IC1的⒁输出参考电压为5V，经R19、R20分压，在IC1⑵脚上获得2.5V电压，若要稳定输出，IC1⑴脚上也要保持2.5V。就是说V+的12V经过R27、R28和R29、SVR1分压要产生2.5V。经计算，R29和SVR1的阻值约为1.97K，SVR1应该调到470Ω左右，所以选择1K的电位器，大约调到中间位置。
三、短路保护
这部分电路功能有人说是欠压保护，也有人说是短路保护。个人认为是短路保护。
输出V+经过R34与R35分压，电压值应为2.4V，使Q5导通，其be结被钳位b极在约为0.6V左右。
Q5的导通，使得D10截止。IC1⑷脚上电位就是基准电压经R21与R22、R23分压得到的0.38V。当某种原因使输出短路时，Q5会截止，D10导通，使得IC1⑷脚电位上升，从而封 锁PWM，保护电源不被损坏。
若理解为欠压保护，要使Q5截止，V+约为3.5V，这么低的欠压保护就失去意义了。
C27的存在，是防止电源接入感负载而瞬间保护。
理论计算下延时保护的时间值：
设：V0为C27的初始电压值（就是Q5导通后ce结的电压，理论值为0.3V）。
Vref为C27充满电的电压值（这里是IC1的基准电压5.0V）。
Vt为C27经过延时后充到的电压值（就是IC1⑷脚封 锁PWM时，此时⑷脚电位数据表给出为2.5V）。
那么，延时时间T=R36*C27*Ln[(Vref-V0)/(Vref-Vt)]，计算出的值约为130ms。
这就意味着接入的感性负载（如电机），如果启动电流小于10A，启动时间小于130毫秒，都是没有问题的。
四、过流保护
分析前提是IC内部误差放大器A1是无效输出（输出为低电平），单独对A2时行分析。根据参考点不同有两种分析思路：
以⒂脚为参考点：由于⒂脚的电位是由Vref经R31及R32分压而来的，约为30.8mV，作为参考电位。⒃脚接到输出V-，通过RJ进行电流采样。分析方法与A1类似，正常情况下，电源的输出电流经过负载后，从V-端经RJ流回到调频变压器，当电流较小时，RJ两端产生的压降较小，V-端电位抬高的电位小于30.8mV。此时，同相输入端⒃脚电位小于反相输入端⒂脚的电位，内部放大器输出为低电平，由于内部“或”的关系，输出的低电平不起作用；当有过流发生时，RJ两端产生的压降较大，V-端电位抬高的电位大于30.8mV。此时，同相输入端⒃脚电位大于反相输入端⒂脚的电位，内部放大器输出为高电平，作用到IC1的⑶脚，其电平上升，PWM脉宽变窄，电流下降，这个电流的下降其实就是输出电压的下降，流过负载的电流下降，直到⒃脚的电位与⒂脚的电位相等时，达到稳定，也就是稳定到额定电流值。
以⒃脚电位为参考时行分析：同相输入端⒃脚接输出V-为参考电位，反相输入央⒂脚的电位是由Vref经R31及R32分压，约为30.8mV，高于⒃脚的电位，内部放大器A2输出为低电平，由于内部的“或”关系，对IC1的⑶脚不产生影响；当有过流发生时，采样电阻RJ的压降增大，使得高频变压器的“地”电位下降，由于Vref是固定是，分压后的电位也随之下降，在电位下降到0V以下时，反相输入端⒂脚的电位会小于同相输入端⒃脚的电位，放大器输出高电平，作用到IC1的⑶脚，其电平上升，PWM脉宽变窄，输出电压下降，流过负载的电流下降。在⒂脚的电位会等于⒃脚的电位时，停止调整，达到稳定。
理论计算下采样电阻（康铜丝）的大小：
电源标称额定电流为10A，Vref为5V，经R31、R32分压后送入IC1⒂的电位约为30.8mV。
RJ=U/I=33.8/10=3.08mΩ。
实际电路中使用了两根康铜丝并联，每根的阻值应为6.16mΩ。
五、过压保护
这部分的功能在电源上是省略的。
过压保护与短路保护相似，都是利用控制IC1⑷脚的电位来实现的。
假设电源设计为超过15V保护，那么ZD3的稳压值取15V。正常时，ZD3不导通，Q6的be结无电位差，不导通，Q7的eb结也无电位差，不导通，与没有安装这些元件是一样的。当因某种原因使输出V+超过15V时，ZD3导通，Q6因be得电而导通，R39、R38为Q7提供导通条件，Q7导通后，相当于将IC1⒁脚与⑷短路起来，⑷脚电位被抬高，从而封 锁PWM，达到过压保护的目的。
六、推动
这个没有什么好分析的了，就几个元件说明下：
ZD1、ZD2是保护Q3、Q4的。D7、D8是为了抬高Q3、Q4的b极电位的，保证其能可靠截止。C13是提高电路的瞬态响应的。
这个没有什么好分析的了，就几个元件说明下：
ZD1、ZD2是保护Q3、Q4的。D7、D8是为了抬高Q3、Q4的b极电位的，保证其能可靠截止。C13是提高电路的瞬态响应的。
TL494手册中可以查到，其⑻、⑾脚最低电平为1.1－1.3V，为保证Q3、Q4可靠截止，增加两个二极管，将其b极电位抬高到2V左右，这样在⑻、⑾脚输出低电平是就能顺利截止了。
七、输出
D9整流、L1和几个电容进行滤波。R25、C17和R24、C16保护D9，防止反峰损坏。
八、实测数据
进行过流测试时，将10A的额定值改为了1.7A，原因是手上没有负载仪，二一个是裸板测试没有大的散热片。
KA7500B/TL494开关电源PDF电路图：