dk1203开关电源电路图
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好的!DK1203 是一款非常常见的低成本、离线式开关电源控制芯片,常被用于手机充电器、小家电电源等AC-DC适配器。它的典型应用电路如下:
DK1203 典型开关电源应用电路图描述 (中文):
____________________
AC IN ~ (L) o----| FUSE |-----|>|-------| |------------+
|______| | D1 | | |
|____|____| C1 | |
AC IN ~ (N) o------|------| | | + |----------+ +----||----| |
| | BRIDGE | | | | |
| | RECT | | = 22uF/400V | |
| |________| | - |_________| | |
| | | | |
| | | | |
| [VDR1] (压敏电阻) | | |
| | | | |
+-----------------+------------+ | |
| |
___ 启动电阻 | |
+Vbulk o------------------------------------| Rstart |---| |
(高压直流) (例如:2MΩ) |_______| | |
| | VDD
| | | | |
C2 稳压电容 +----| C2 |------+ | |
22uF/50V | |_____| | .-----| VDD |
| | | | | |
| | | | | |
GND (初级地) o--------+-----+--------+-------+------+-----| GND | DK1203 |
| | | | | | |
| _|_ ___|___ | | | |
| / \ 限流电阻 | Rcs | | | | |
+--( TR1 )---------|_______|--+-----| CS | |
| \ / 初级绕组 | 1Ω | | | |
| ‾|‾ | | | |
| | | | | |
| +----------------+-----------+--------| DRAIN |--+
| | | |
| 变压器 TR1 `---------' |
| (反馈绕组) | |
| | | |
| _|_ 二极管 | |
+--------|>|---| | |
| D2 | (如1N4148) | |
| | | |
| | | |
| +----+---------+ | |
| | | | |
| --- Cfb | | |
| --- 100nF | | |
| | | | |
| | | | |
| +----| |---| | |
| | Rfb | (如10kΩ) | |
| |_________| | |
次级电路 (隔离) | |
+------------+---------------------------------------------------------+ |
| | 变压器 TR1 (次级绕组) | |
| | _|_ | |
| +--------------( )-------------------------------------+ |
|(Output+) ( ) | |
| | \ / | |
| | ‾|‾ 整流二极管 | |
| | | | Dout |<|-------| | |
| | +-------|_________| (如SB340) | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | --- C3 | | |
| | --- 470uF/10V | | |
| | | + | | |
| | | | | |
| | | L1 | | | 输出滤波电感 | | |
| | +----||-UUU----+ | |-------------------+ | |
|(Output-) o-+------------| | | | | |
| | |_________| | | | |
| | | | | |
| | 反馈通路 (光耦隔离) | | |
| | | | |
| | 输出电压采样与基准 | | |
| | +5V o---+---| R1 |---. | | |
| | | 3.3k | | | |
| | | | | PC817(TL431 Ref) | | |
| | +---| R2 |---+--| Rref |---------+ | |
| | | 1k | 2.5V Ref | TL431 | | | |
| | | | | | | | |
| | | '----------| Cathode | | | |
| | | | | | | | |
| | | | TL431 | | | | |
| | | | | | | | |
| | +------------------| Anode |---|-+ | |
| | |_________| | | |
| | | | |
| | 光耦输出端 (连接初级FB) | | |
| | | PC817 | | | |
| | | | | | |
| | +----| C-E |--------------------+ | | |
| | | |________| | | | | |
| | | | | R3 | | | |
| | | --- C4 | (上拉电阻) | | | |
| | | --- 10nF | 4.7k | | | |
| | | | | | | | |
| | | +----| |----|-----+ | | | |
FB (反馈点) | | | | | | |
| | | | | | |
| +----------------------+-------|---------+ | |
| | FB (DK1203) | |
| | 引脚 | |
+-----------------------------------------+------------------+ |
GND (次级地) o-----------------------------------------------------------+
电路主要部分说明:
-
输入与整流滤波 (Input & Rectification):
FUSE: 保险丝,过流保护。VDR1: 压敏电阻,吸收浪涌电压。D1...D4(桥内): 桥式整流器,将交流(AC)转换为脉动直流。C1: 高压滤波电容(如22uF/400V),将脉动直流滤成相对平滑的高压直流(+Vbulk)。
-
DK1203 及其外围供电与启动 (DK1203 Startup & VDD):
Rstart: 高压启动电阻(典型值470kΩ - 2MΩ)。通电瞬间,高压通过此电阻给C2(VDD 电容)充电。当C2上电压升至 DK1203 的启动阈值(约13-15V)后,芯片开始工作。C2: VDD 稳压电容(如22uF/50V)。芯片工作后,由变压器TR1的反馈绕组通过D2整流后供电,维持VDD电压在正常工作范围。
-
功率开关与变压器 (Power Switch & Transformer):
TR1: 开关变压器。核心元件,实现能量传输和初级/次级隔离。- 初级绕组: 一端接
+Vbulk,另一端接 DK1203 的DRAIN引脚(内部集成的高压功率 MOSFET 的漏极)。 - 次级绕组: 输出直流电压。
- 反馈绕组 (Auxiliary Winding): 为 DK1203 的
VDD提供工作电压。
- 初级绕组: 一端接
Rcs: 电流取样电阻(典型值1-10Ω,功率足够)。连接在芯片CS(电流检测)引脚和初级地之间。检测初级电流峰值,实现过流保护并参与 PWM 控制。
-
反馈与稳压 (Feedback & Regulation):
- 次级侧采样基准: 由电阻
R1,R2组成的分压网络采集输出电压(+5V),送到精密基准稳压器TL431的参考端(Ref)。TL431根据设定值(Ref端2.5V)调节其阴极电流。 - 光耦
PC817: 实现初级与次级的电气隔离。- 次级侧:
TL431的阴极电流控制光耦内部发光二极管的亮度。 - 初级侧:光耦三极管的集电极电流从
VDD经R3(上拉电阻,典型4.7kΩ)流出。这个电流大小反比于输出电压的高低。此信号送到 DK1203 的FB(反馈)引脚。
- 次级侧:
C4: 连接到FB引脚的补偿电容,用于环路稳定性。- 控制原理: 若输出电压上升 ->
TL431Ref端电压上升 ->TL431阴极电流增大 -> 光耦发光变强 -> 光耦三极管电流增大 -> DK1203FB引脚电压(相对其内部基准)下降 -> DK1203 减小 其内部 MOSFET 的导通时间(Ton),降低传输到次级的能量,从而使输出电压下降,实现稳定。
- 次级侧采样基准: 由电阻
-
输出整流滤波 (Output Rectification & Filtering):
Dout: 次级整流二极管(肖特基二极管,如 SB340)。C3: 输出滤波电容(大容量电解电容,如470uF/10V)。L1: 输出滤波电感(小磁珠或绕线电感),与C3一起进一步平滑直流输出,减少纹波。
-
保护 (Protection):
- 内部集成保护 (DK1203):
- 过压保护 (OVP): 通过
VDD引脚电压检测。 - 过载/短路保护 (OLP/SCP): 通过
FB引脚电压检测(反馈过深)和CS引脚(峰值电流限制)双重实现。 - 过温保护 (OTP): 芯片内部温度检测。
- 前沿消隐 (LEB): 在开关管导通瞬间屏蔽
CS信号,防止误触发。
- 过压保护 (OVP): 通过
- 外部元件保护:
FUSE,VDR1提供输入过流和浪涌保护。
- 内部集成保护 (DK1203):
关键点:
- 隔离: 输出(
Output+,Output-)与输入(AC IN)和初级电路通过变压器TR1和光耦PC817实现安全隔离。 - 反馈: 次级输出电压的变化通过
TL431和PC817转换成FB引脚电压的变化,控制 DK1203 的 PWM 占空比,实现稳压。 - 启动: 依靠高压启动电阻
Rstart对C2充电来启动芯片。 - 供电维持: 芯片启动后,由变压器反馈绕组经
D2整流供电维持VDD。
常见应用参数示例 (5V/1A输出):
- 输入电压: 85VAC - 265VAC
- 输出电压: 5VDC ±5%
- 输出电流: 最大1A (连续)
- 开关频率: 约65kHz (由DK1203内部固定)
- 效率: 通常>70% (取决于设计)
注意事项:
- 实际元件参数(电阻阻值、电容容量和耐压、电感值、二极管型号、变压器匝数和磁芯规格)需要根据具体的输出电压、电流、效率要求进行计算和设计。
- PCB 布局对开关电源的稳定性、效率和 EMI 至关重要,需遵循相关设计规则。
- 调试开关电源需要经验和安全意识(涉及高压)。务必谨慎操作,最好使用隔离变压器。
这个电路图描述了 DK1203 的一个最基础、最典型的应用电路。实际产品中会根据具体需求(如 EMI 抑制要求、待机功耗要求等)增加一些辅助元件(如输出假负载电阻、共模电感、X电容、Y电容等)。希望这个中文描述的电路图对您有帮助!
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