24V控制开关电路

24V开关稳压电源设计2009-11-10 13:53:1324V开关稳压电源设计输出电压4～16V开关稳压电源的设计2007-02-03 06:18摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。

重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。

关键词：脉宽调制；半桥变换器；电源1、引言：在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15V，电流在5～40A的电源。

而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。

为此专门开发了电压4V～16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。

它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。

2、主要技术指标1）交流输入电压AC220V±20％；2）直流输出电压4～16V可调；3）输出电流0～40A；4）输出电压调整率≤1％；5）纹波电压Up p≤50mV；6）显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。

3、基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。

220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。

图1整体电源的工作框图4、各主要功能描述4.1、交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。

图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。

IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。

PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。

24继电器接线方法
继电器有不同的接线方法，具体的接线方法要根据继电器的种类和用途而定。

以下是常见的24V继电器接线方法：
1. 单切换型继电器接线方法：单切换型继电器通常有5个引脚，分别为：通常开（NO）、通常闭（NC）、公共端（COM）、控制端P+和P-。

NO和COM连接时，继电器正常断开；NC和COM连接时，继电器正常闭合。

控制端接24V 直流电源，P+接正极，P-接负极即可。

2. 双切换型继电器接线方法：双切换型继电器和单切换型继电器类似，只是多了一个通常开（NO2）引脚和一个通常闭（NC2）引脚。

除了多了两组输出引脚以外，其余的接线方法和单切换型继电器相同。

3. 时间继电器接线方法：时间继电器的引脚数量比较多，一般有8个或10个。

其中1、2、3号引脚为控制端口，1号接24V正极，2号接24V负极，3号接控制信号输入引脚。

4、6、8号为通常闭输出端口，5、7、9号为通常开输出端口。

接线时需要根据使用场合和需要选择对应的引脚。

以上是常见的24V继电器接线方法，具体接线方法还需要根据实际情况来选择。

如果不确定如何接线，建议查阅继电器的说明书或向专业人士咨询。

24V开关电源常用的几种保护电路1.防浪涌软启动电路24V开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。

在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。

上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。

2.过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。

因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。

温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。

根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。

3.缺相保护电路由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，24V开关电源有时会出现缺相运行的情况，且掉相运行不易被及时发现。

当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会严重过流造成损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。

检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。

由于电流互感器检测成本高、体积大，故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。

图5是一个简单的电子缺相保护电路。

三相平衡时，R1～R3结点H电位很低，光耦合输出近似为零电平。

当缺相时，H点电位抬高，光耦输出高电平，经比较器进行比较，输出低电平，封锁驱动信号。

比较器的基准可调，以便调节缺相动作阈值。

该缺相保护适用于三相四线制，而不适用于三相三线制。

电路稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。

微控制器的24V接口电路工业控制应用经常会使用工作在24V逻辑电平的PLC（可编程逻辑控制器）。

这个电压为微控制器的安全使用带来了一种挑战。

这样一个设计要求在微控制器和24V信号之间建立一个物理屏障，以避免出现故障或短路情况时，损坏微控制器。

将24V变换给微控制器的一种简单而廉价方法是使用ULN2003或ULN2803晶体管驱动器，它们分别有七个和八个输出。

ULN2803八路NPN达林顿晶体管，非常适合逻辑接口电平数字电路（例如TTL，CMOS或PMOS上/ NMOS）和较高的电流/电压，如电灯，电磁阀，继电器，打印锤或其它类似的负载，广泛应用于计算机，工业和消费应用等领域。

所有设备功能由集电极输出和钳位二极管瞬态抑制。

该电路为反向输出型，即输入低电平电压，输出端才能导通工作。

图1是ULN2803的引脚图。

这些IC可以为灯泡或螺线阀提供500 mA的电流。

这些IC中的阻尼二极管消除了对多个无源元件的需求，尤其是对使用线圈的设计。

①②由于它们是数字输入，无源元件需要多只器件，使装配复杂化，增加了成本，并且增加了对查错与维护的要求。

很少有简单IC可以承受24V以上电压。

对这个电压，可以使用一个接口IC，如MC1489或SN75189转换器，将其用作一个RS-232线路接收器。

MC1489可完成由RS-232C到TTL电平转换，输入为RS-232C电平，输出为TTL电平。

其内部有4个反相器，采用+5V电源供电。

MC1489中每个反相器都有一个控制端，高电平有效，可作为RS-232C操作的控制端。

图2是德州仪器生产的MC1489的引脚图。

这些IC可以接受高达±30V的数字信号。

另外，它们还有一些滞后电平转换的额外好处，因此能够鉴别出信号中的某些电噪声（图3）。

这些器件可以直接连接到微控制器上。

如果装在DIP插座上，则很容易在损坏时作替换。

电路采用一只78L05线性稳压器，将电源电压降至5V。

1N4007在24V DC与5VLM7805稳压器之间作电路保护，防止可能的电源反接情况。

电流型PWM 控制器在24V电源中的应用
1 双环电流型PWM控制器工作原理
 双环24V电源电流型脉宽调制( PWM) 控制器是在普通电压反馈PWM 控制环内部增加了电流反馈的控制环节,因而除了包含电压型PWM 控制器的功能外,还能检测开关电流或电感电流,实现电压电流的双环控制。

双环电流型PWM控制器电路原理如图1 所示。

 从图1 可以看出,24V电源电流型控制器有两个控制闭合环路:一个是输出电压反馈误差放大器A ,用于与基准电压比较后产生误差电压;另一个是变压器初级(电感) 中电流在Rs 上产生的电压与误差电压进行比较,产生调制脉冲的脉宽,使得误差信号对峰值电感电流起着实际控制作用。

 系统工作过程如下:假定输入电压下降,整流后的直流电压下降,经电感延迟使输出电压下降,经误差放大器延迟,Vea上升,占空比变化,从而维持输出电压不变,在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降,电感电流的斜率di/dt 下降, 导致斜坡电压推迟到达Vea ,使PWM占空比加大,起到调整输出电压的作用。

由于既对电压又对电流起控制作用,所以控制效果较好在实际中得到广泛应用。

 2 双环电流型PWM控制器的特点
 a) 由于输入电压Vi 的变化立即反映为电感电流的变化,不经过误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度(电流控制环) ,因而使得系统的电压调整率非常好,可达到0.01 %/V ,能够与线性移压器相比。

 b) 由于24V电源双环控制系统内在的快速响应和高稳定性,反馈回路的增益较高,不会造成稳定性与增益的矛盾,使输出电压有很高的精度。

24V继电器集成电路驱动电路
目前已使用多个驱动晶体管集成的集成电路，使用这种集成电路能简化驱动多个继电器的印制板的设计过程。

现在我司所用驱动继电器的集成电路主要有TD62003AP。

当2003输入端为高电平时，对应的输出口输出低电平，继电器线圈两端通电，继电器触点吸合；
当2003输入端为低电平时，对应的输出口呈高阻态，继电器线圈两端断电，继电器触点断开。

24V 继电器的驱动电路
继电器串联 RC 电路：这种形式主要应用于继电器的额定工作电压低于电源电压的电路中。

当电路闭合时，继电器线圈由于自感现象会产生电动势阻碍线圈中电流的增大，从而延长了吸合时间，串联上RC 电路后则可以缩短吸合时间。

原理是电路闭合的瞬间，电容 C 两端电压不能突变可视为短路，这样就将比继电器线圈额定工作电压高的电源电压加到线圈上，从而加快了线圈中电流增大的速度，使继电器迅速吸合。

电源稳定之后电容 C 不起作用，电阻 R 起限流作用。

开关电源220v转24v原理
开关电源220V 转24V 的原理是利用变压器和电子元件将高电压的交流电转换为低电压的直流电。

开关电源的基本工作原理是：输入的交流电经过桥式整流电路转换为直流电，然后通过高频变压器将电压降低到所需的输出电压。

接着，直流电经过滤波电路去除杂波，最后通过稳压电路稳定输出电压。

在开关电源中，变压器的作用是将输入的高电压交流电转换为低电压的交流电，同时隔离输入和输出电路。

电子元件则控制变压器的工作，使其在高频下工作，从而提高转换效率和减小电源的体积。

开关电源的优点是转换效率高、体积小、重量轻、输出电压稳定等，因此在电子设备中得到广泛应用。

单片机通过MOS管开关电路控制24V电源开关的原理如下：
1.单片机的输出引脚通过一个N-MOS管AO3400进行了
电气隔离，使得单片机能够驱动更大功率、更高电压的负载，如24V的继电器、电磁阀、风扇等。

2.当单片机的输出口拉低后，MOS管的G极在外部10K
电阻的作用下被拉低，使得MOS管的GS两个引脚之间的电压小于MOS管的导通阈值，因此MOS管截止。

3.当单片机的输出口变成输出高电平的时候，使得MOS
管的GS两个引脚之间的电压大于MOS管的导通阈值，因此MOS管导通。

4.当MOS管导通时，相当于将24V电源接地，从而控制
了电源的开关状态。

在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的MOS管和外部电路参数，以确保电路的正常工作和可靠性。

同时，还需要注意安全问题，避免电源短路等意外情况的发生。

24伏继电器接线方法24伏继电器是一种常用的电气元件，广泛应用于各种控制电路中。

正确的接线方法对于继电器的正常工作至关重要，下面我们将介绍一些关于24伏继电器接线的方法。

首先，我们需要明确24伏继电器的引脚定义。

一般来说，24伏继电器通常有8个引脚，分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8。

其中A1和A2是控制端，A3和A4是触点端，A5和A6是中间端，A7和A8是辅助端。

接下来，我们将介绍几种常见的24伏继电器接线方法：1. 单相24伏继电器接线方法。

对于单相24伏继电器，我们可以采用以下接线方法，首先，将控制端A1和A2分别连接到电源的正负极，然后将触点端A3和A4连接到控制设备的输入端，最后将中间端A5和A6连接到控制设备的输出端。

这样就完成了单相24伏继电器的接线。

2. 三相24伏继电器接线方法。

对于三相24伏继电器，我们可以采用以下接线方法，首先，将控制端A1、A2和A3分别连接到电源的正负极，然后将触点端A4、A5和A6连接到控制设备的输入端，最后将中间端A7和A8连接到控制设备的输出端。

这样就完成了三相24伏继电器的接线。

3. 24伏继电器的常见问题及解决方法。

在实际使用过程中，我们可能会遇到一些24伏继电器的常见问题，比如触点粘连、控制端失灵等。

针对这些问题，我们可以采取一些解决方法，比如定期清洁触点、检查控制端电路等。

通过这些方法，可以有效地解决24伏继电器的常见问题。

总结，正确的接线方法对于24伏继电器的正常工作至关重要。

在接线过程中，我们需要仔细阅读继电器的引脚定义，并根据实际需求选择合适的接线方法。

同时，我们也需要注意维护和保养工作，及时发现并解决24伏继电器的常见问题。

希望以上内容能够帮助大家更好地理解和应用24伏继电器的接线方法。