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[电源]继续改造ATX电源做的充电器,增加过压/过热/过流/反接/充满自动断电保护电路 [复制链接]

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离线hui2868
 

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— 本帖被 香瑶 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2017-08-16) —
前段时间用TL494做了个电源,给铅酸电瓶充电:http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1914392

决定继续折腾,增加保护电路,同时换了个铁的机壳。
增加了过压‘过热’过流‘反接,充满自动断电等保护电路,原理图在后面,新上传了工作原理的详细分析。
上传了一段视频:http://v.youku.com/v_show/id_XMjk3Njg4MjE3Ng==.html




保护小板---PCB板是双面layout60制作









TL494控制小板简单的改动一下继续使用


根据机壳的大小在原主电路板上加长了一小块,把两个继电器放在上面了



原来的显示面板LED不够用了,增加了3个






12v副电也做成了模块化,9v路由器改成12v的了






  
  

      ATX开关电源工作原理(主电源和494驱动部分)
         220V交流输入电路和整流滤波电路
    交流电AC220V经过保险管F1、启动按钮AN和自锁继电器J1、差模扼流圈T1,经D1—D4整流、E1和E2滤波,为半桥开关变换电路提供波纹较小的300V左右的直流电压。C1为尖峰吸收电容,防止交流电突变瞬间对电路造成不良影响。MOV为压敏电阻,作为浪涌过压保护。 TH1为负温度系数热敏电阻,起过流保护和防雷击的作用。T1和R1组成抗干扰电路,主要对由电网进入的干扰信号和由开关电源返出的干扰信号进行抑制。CY1、CY2也叫Y电容,为高频辐射吸收电容,通过中点接地,消除静电干扰,防止交流电窜入后级直流电路造成高频辐射。R2和R3为隔离平衡电阻,在电路中对E1和E2起平均分配电压作用,且在关机后,与地形成回路,快速泄放E1、E2上储存的电荷,从而避免电击。
        半桥式开关变换电路
    半桥式开关变换电路的开关管Q1、Q2串接在+300V的整流电压回路中。当驱动脉冲加在Q1、Q2(13007)的基一射极,使Q1、Q2产生反偏电压,开关管基极回路串联的R9、D7、E3为加速电路,以减小开关管的导通/截止损耗。正向驱动脉冲持续期开始时,一路脉冲通过D7、R9进入Q1基极,使Q1导通,同时E3的充电电流使Q1更快地进入饱和区。此时,E3起到减小开关管导通时间的作用。当驱动脉冲截止时.E3通过T3次级绕组①②,对Q1的基一射极放电,放电电流使Q1反偏,使Q1快速截止。
    驱动变压器T3的两组次级绕组按不同的时序输出正脉冲。当T3的次级绕组②输出正脉冲时,经过D7、R9、E3、R7使Q1导通,E2上的电压经Q1的ce结、T3的互感绕组、T2功率变压器的初级绕组、C2,回到两只高压滤波电容的中点。当T3的次级绕组②输出的正脉冲下降到阈值时,Q1截止。经过死区时间后,T3的另一次级绕组输出正脉冲,经过D8、R10、E4、R8使Q2导通,E1上的电压经C2、T2功率变压器的初级绕组、T3的互感绕组、Q2的ce结放电,当T3的另一次级绕组输出的正脉冲下降到阈值时,Q2截止。这样,Q1、Q2轮流导通截止,在T2功率变压器的初级绕组上形成了交变的准矩形波,经T3功率变压器的次级各绕组整流滤波后,得到各路直流电压输出。
    电路中与开关管并联的D1、D2为快恢复阻尼二极管,吸收瞬间蜂值电压,保护开关管。C3、R4为尖峰脉冲吸收电路,吸收开关管截止瞬间由T2功率变压器初级绕组产生的脉冲尖峰,用于减少Q1、Q2的开关损耗。C2为耦合电容,用于防止T3磁饱和。E3、E4用于正脉冲到来时,使开关管迅速导通。D7、D8用于正脉冲减小到阈值时,开关管迅速截止。R9、R10为开关管截止期间,电容E3、E4放电吸收电阻。R7、R8和R5、R6为开关管的基极电阻和偏置电阻。
    由于半桥式开关部分工作在与市电不隔离的“热”地状态下,与电路其它部分的“冷”地用T2功率变压器和T3驱动变压器隔离。
    C2的作用是隔直,隔断流经T2初级绕组电流中的直流成分,防止T2产生偏磁。
        PWM脉宽调制控制电路和驱动电路
    主要由集成电路TL494及周围元件组成。
    1脚为误差放大器I的同相端,由电源输出电压+14.2V的取样电阻R16与R17分压后送入1脚,用于自动稳压控制。
    2脚为误差放大器I的反相端,由14脚输出5V基准电压经R10,W1(电压调节)输入2脚,在IC内与1脚电压进行比较,完成调压设定。
    3脚为误差放大器I的输出引出端,外接C1和R6组成的校正网络,防止自激的产生。
    4脚为死区控制端,改变4脚电压,可改变死区时间。4脚为高电平时,封锁8、11脚的调制脉冲输出,使驱动电路、半桥开关变换电路停振而无输出;4脚为低电平时,允许8、11脚输出脉宽调制信号。该脚电压决定死区时间。电位升高,死区时间延长,输出脉宽变窄,甚至停振。凡输出端采用全桥或半桥式的开关电路,都要正确设置死区时间,以免两个开关管同时导通,发生电源短路的危险。当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平5V 时,占空比为48%。通过R5、R9分压得到约0.45V电压,以设定两路输出脉冲的死区时间。E2为软启动电容器。开机瞬间.14的5V电压随100u的充电过程缓慢降低为0.45V.使输出脉冲占空比随着充电电流的减小缓慢增大到受控的额定值。
此电源4脚100u电容和22k接地电阻完成软启动功能,4脚电压由5V逐渐降低为0,大约3s.暂时没改成降为0.45v。
    13脚接5V基准电压,脉宽调制为并联推挽式输出,8、11脚输出相位差180度的脉宽调制信号,频率由5、6脚外接的阻容元件决定。
    5脚外接定时电容CT,6脚外接定时电阻RT,其RC值决定TL494输出脉冲的频率。
震荡频率Fosc=1.1/(RTxCT) , RT=22k CT=102(0.001uF)
Fosc=  1.1/(22x10^3x0.001x10^-6)=大约50kHz
    7脚为接地端。
    8、11脚为两路输出放大管的集电极,其输出脉冲送入驱动电路的Q1、Q2(C945)基极,Q1、Q2以推挽方式工作,两管轮流截止,它们集电极所接驱动变压器T3初级绕组产生的激励振荡电流,使T3次绕组产生感应电动势,驱动变压器T3初级绕组①②得到被放大的约25Vp-p的正向驱动脉冲推动半桥开关变换器的两只开关管工作。驱动管Q1、Q2发射极所接的2个4148和E1用于抬高Q1、Q2发射极电平,使Q1、Q2基极在低电平脉冲时就可靠截止。E1使驱动脉冲送入零电位。D1、D2和R1、R2为Q3、Q4的保护二极管和基极电阻。8脚、11脚为负极性驱动脉冲输出端。当无驱动脉冲时,外部驱动级2个c945由2k7电阻提供偏置而导通.工作在导通状态。为了避免c945的集电极电流超过额定值,由2个4148提供1.2V的电流负反馈,以稳定其导通电流。
    8脚、11脚输出相位差为180 o的PWM信号,使T3初级一侧的Q1,Q2(C945)轮流导通或截止,并经T3次级绕组的藕合,驱动QO1,Q02(13007)也为轮流导通或截止,共处于“双管推挽”工作方式。电路通过D1,D2钳位,吸收反向尖峰电压,保护Q1,Q2(C945)不被击穿;E1,D3,D4用以抬高Q1、Q2(C945)的e极电平,保证Q1,Q2的b极当“有效低电平脉冲”出现时可靠截止.
    9、10脚为IC内两路放大器的发射极,接地。
    12脚为电源输入端,范围较宽,允许输入8~40V的电压,由辅助电源12V供电。
    13脚为输出控制端,接地时为并联单端输出方式,接14脚5V时为推挽输出方式。
    14脚为+5V基准电压端,输出电压为+5V(±0.05V),最大输出电流250mA。
    16脚为误差放大器II的同相端,电流取样来自电流检测电阻R15(0.1R5W),产生的电流误差信号为正电压(10A1v)送入误差放大器II的同相输人端。
    15脚为误差放大器II的反相端,5v基准电压经R11,R12,W2, (电流调节)完成调压设定,限流6A为0.6v。
以上两个误差信号,经494内部误差放大器I和II放大、叠加,再经PWM比较器进行脉宽调制,改变Q1Q2(c945)和Q1、Q2(13007)导通/截止时间比,从而达到自动稳压(稳流)目的。另外15脚 和3脚之间C4,R8组成误差放大器II的消振、校正电路,防止自激的产生。

go on









[ 此帖被hui2868在2017-08-25 11:35重新编辑 ]
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Re:继续改造ATX电源做的充电器,增加过压‘过热’过流‘反接,充满自动断电保护电 ..
附上第一二板的资料。留个纪念
第一版只是改装在铁机壳,只增加了最大电流的调节










第二版增加了过压,过热等保护电路,取消了防倒灌二极管,用场管代替









场管的位置,发现有100多ma的漏电流,第三版改成继电器了




附几张原理图






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Re:继续改造ATX电源做的充电器,增加过压‘过热’过流‘反接,充满自动断电保护电 ..
高手呀,我改的老是有问题
离线邓穿石

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Re:继续改造ATX电源做的充电器,增加过压‘过热’过流‘反接,充满自动断电保护电 ..
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Re:继续改造ATX电源做的充电器,增加过压‘过热’过流‘反接,充满自动断电保护电 ..
高手呀,给新手很好的学习机会
在线冰中取火

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谢谢分享。谢谢分享
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我擦,这也太牛叉了吧。
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