什么是开关电源

SMPS代表开关模式电源，它使用基于高频铁氧体的开关转换器将AC

220V转换为DC。使用高频铁氧体变压器使系统在紧凑性、功率损耗和成本方面非常高效。


(资料图片仅供参考)

如今的SMPS概念几乎完全取代了传统的铁芯变压器，并将这些单元转变为更紧凑，重量轻且高效的电源适配器替代品。

然而，由于SMPS单元通常作为固定电压模块提供，根据用户应用需求实现首选电压变得相当困难。

例如，为12V电池充电可能需要约14.5V的输出电压，但这个值非常奇怪且不标准，我们可能会发现很难在市场上获得具有这些规格的SMPS额定值。

虽然市场上可以找到可变SMPS电路，但这些电路可能比普通的固定电压变体更昂贵，因此找到一种将现有固定电压SMPS转换为可变类型的方法看起来更有趣和更可取。

通过对这个概念进行一些研究，我能够找到一种非常简单的实现方法，让我们学习如何进行这种修改。

您会在我的博客中找到一个流行的 12V 1amp SMPS 电路，它实际上具有内置的可变电压功能。

光耦合器在开关电源系统中的功能

在上面的链接文章中，我们讨论了光耦合器如何在为任何SMPS提供关键的恒定输出特性方面发挥重要作用。

光耦合器的功能可以通过以下简要说明来理解：

光耦合器具有内置的LED/光电晶体管电路，该器件与SMPS输出级集成在一起，当输出趋于上升到不安全阈值以上时，光电耦合器内部的LED亮起，迫使光电晶体管导通。

反过来，光电晶体管配置在SMPS驱动器级的敏感“关断”点上，其中光电晶体管的导通迫使输入级关断。

上述情况导致SMPS输出也瞬间关断，但是当此开关启动时，它会将输出校正并恢复到安全区，并且光电内部的LED停用，从而再次打开SMPS的输入级。

此操作从“开”到“关”快速循环，反之亦然，确保输出端的电压恒定。

可调电流开关电源修改

为了在任何SMPS内部实现电流控制功能，我们再次寻求光耦合器的帮助。

我们使用BC547晶体管配置实现简单的修改，如下所示：

参考上述设计，我们对如何修改或制作可变电流SMPS驱动器电路有了清晰的认识。

默认情况下，所有SMPS模块都将存在光耦合器（用红色方块表示），假设TL431不存在，那么我们可能必须配置与光耦合器LED关联的整个配置。

如果TL431级已经是SMPS电路的一部分，在这种情况下，我们只需要考虑集成BC547级，该级将全权负责电路的拟议电流控制。

可以看到 BC547 与其集电极/发射极连接在 TL431 IC的阴极/阳极上，可以看到 BC547 的基极通过一组可选电阻

Ra、Rb、Rc、Rd与 SMPS 的输出 （-） 连接。

这些电阻位于 BC547 晶体管的基极和发射极之间，开始像电路的电流传感器一样工作。

这些经过适当计算，以便通过在相关触点上移动跳线连接，在线路中引入不同的电流限制。

当电流趋于超过由相应电阻值确定的设定阈值时，BC547 的基极/发射极上会产生电位差，足以打开晶体管，使 TL431 IC 在光电 LEd

和地之间短路。

上述动作立即点亮了光电的LED，通过光电内置的光电晶体管向SMPS的输入侧发送“故障”信号。

该条件立即尝试在输出侧执行关断，从而阻止 BC547 导通，并且情况从 ON 到 OFF 和 ON 快速波动，确保电流永远不会超过预定阈值。

电阻器。。.Rd 可以使用以下公式计算：

R = 0.7/截止电流阈值

例如，假设我们要在额定电流为 1 A 的输出端连接 LED。

我们可以将相应电阻（由跳线选择）的值设置为：

R = 0.7/1 = 0.7 欧姆

电阻器的瓦数可以通过乘以变体来简单地得到，即 0.7 x 1 = 0.7 瓦或简单地 1 瓦。

计算出的电阻确保LED的输出电流永远不会超过1安培标记，从而保护LED免受损坏，其余电阻的其他值可以适当计算，以便在SMPS模块中获得所需的可变电流选项。

将固定开关电源修改为可变电压开关电源

以下帖子试图确定一种方法，通过该方法可以将任何SMPS制成可变电源，以实现从0到最大值的任何所需电压电平。

什么是并联稳压器

我们发现它采用并联稳压器电路级来执行设计中的可变电压功能。

另一个有趣的方面是，该并联稳压器器件通过调节电路的光耦合器的输入来实现该功能。

现在，由于所有SMPS电路中都始终采用反馈光耦合器级，因此通过引入并联稳压器，可以轻松地将固定SMPS转换为可变对应物。

事实上，也可以使用与上述相同的原理来制作可变SMPS电路。

程序：

参考以下示例电路，我们能够找到并联稳压器的确切位置及其配置细节：

参见用红色虚线标记的图表右下角，它显示了我们感兴趣的电路的可变部分。此部分负责预期的电压调节操作。

在这里，电阻R6可以用22K电位器代替，以使设计可变。

放大此部分可以更好地了解所涉及的详细信息：

识别光耦合器

如果你有一个固定电压的SMPS电路，打开它，只注意设计中的光耦合器，它主要位于中央铁氧体变压器周围，如下图所示：

找到光耦合器后，通过移除光电输出侧的所有相关部件进行清理，这意味着穿过可能朝向SMPS PCB输出侧的引脚。

并使用上图所示的TL431将这些光电引脚与组装好的电路连接或集成。

您可以将TL431部分组装在一小块通用PCB上，并将其粘在SMPS主板上。

如果您的SMPS电路没有输出滤波线圈，则只需将TL431电路的两个正极短路，并将端接连接到SMPS输出二极管的阴极。

但是，假设您的SMPS已经包括TL431电路和光耦合器，那么只需找到R6电阻的位置并用电位器替换它（参见上图中的R6位置）。

不要忘记与 POT 串联一个 220 欧姆或 470 欧姆电阻器，否则在将电位器调整到最上层时可能会立即损坏 TL431 分流器件。

就是这样，现在您确切地知道如何使用上述解释的步骤转换或制作可变电压SMPS电路。

推荐内容