使用TVS增強AC/DC開關電源方案

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這是一個典型的TVS（瞬態(tài)電壓抑制二極管）增強的AC/DC開關電源方案，其設計核心與工作流程如下：

一、電路結構解析（分模塊說明）

1.?交流輸入與初級防護

-輸入?yún)?shù)：標注為220Vrms、50Hz、0°，表明這是單相工頻交流輸入。

-TVS1作用：跨接于交流輸入線間，作為第一級防護。其功能是鉗位電網(wǎng)中的瞬態(tài)過電壓（如雷擊、開關操作產(chǎn)生的浪涌），防止后級電路因電壓尖峰而損壞。

-設計特點：TVS1需選擇響應時間極快（<1ns）、擊穿電壓略高于交流峰值（約311V）的型號，以平衡保護與正常工作。

2.?整流與濾波

-整流橋BR1：由四個二極管組成橋式整流電路，將交流電轉(zhuǎn)換為脈動直流電。

-隱含元件：雖然圖中未明確標注，但實際應用中整流橋后通常會接電解電容（如470μF/400V）進行濾波，將脈動直流平滑為較穩(wěn)定的直流電壓（約300V左右）。

3.?開關電源控制器

-核心功能：通過高頻開關動作（如100kHz）調(diào)節(jié)輸出電壓。控制器內(nèi)部通常包含：

PWM/PFM調(diào)制電路：根據(jù)反饋信號調(diào)整開關管導通時間或頻率。

反饋環(huán)路：通過光耦或變壓器隔離，監(jiān)測輸出電壓并動態(tài)調(diào)整控制信號。

-關鍵元件：控制器驅(qū)動外部功率開關管（如MOSFET或IGBT），實現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換。

4.?高頻變壓器與二次整流

-高頻變壓器：將初級高壓直流轉(zhuǎn)換為次級低壓交流，同時實現(xiàn)電氣隔離。

-D1作用：作為次級整流二極管，將高頻交流轉(zhuǎn)換為脈動直流。若需更高效率，可替換為同步整流MOS管。

-輸出濾波：次級通常接電感與電容組成LC濾波器，進一步降低輸出紋波。

5.?輸出防護與穩(wěn)壓

-TVS2作用：并聯(lián)于輸出端，抑制負載突變或外部干擾引起的瞬態(tài)過電壓，保護連接設備。

-穩(wěn)壓機制：控制器通過反饋環(huán)路持續(xù)調(diào)整開關占空比，確保輸出電壓穩(wěn)定（如12V、24V等）。

二、TVS二極管的核心作用對比

三、開關電源方案優(yōu)勢

1.高效率：通過高頻開關動作，效率可達85%~95%，遠高于線性電源。

2.小體積：高頻工作允許使用小型變壓器和濾波元件，功率密度高。

3.寬輸入范圍：可通過控制器設計適應85~265Vac輸入。

4.TVS增強可靠性：雙級TVS布局覆蓋輸入輸出全鏈路，滿足IEC 61000-4-x等電磁兼容標準。

四、典型應用場景

-消費電子：手機充電器、筆記本電腦適配器。

-工業(yè)控制：PLC、傳感器供電模塊。

-通信設備：路由器、交換機電源。