電源電路包括整流、濾波電路和直流穩(wěn)壓電路兩部分。

本節(jié)主要介紹直流穩(wěn)壓電路。目前，常見的直流穩(wěn)壓電路有線性穩(wěn)壓電源電路和開關(guān)電源電路兩種。

一、線性穩(wěn)壓電源電路

線性穩(wěn)壓電源電路有分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電源電路和機場電路構(gòu)成的穩(wěn)壓電源電路兩種。

1、分立元件式穩(wěn)壓電源電路

典型的分立元件式線性穩(wěn)壓電源電路如下圖所示，該電路的核心元器件是R2，RP、R3構(gòu)成的誤差取樣電路，R4，VZ構(gòu)成的基準電壓電路以及誤差放大管VT2。

當輸入電壓升高或負載變輕，引起輸出電壓升高后，該電壓通過R2，RP,R3分壓產(chǎn)生的取樣電壓升高，該電壓加到VT2的基極，由于VT2的發(fā)射極電位不變，所以VT2導通加強，它的集電極電位下降，也就是使VT1的基極電位下降，致使VT1的輸出電壓下降到正常值。當輸出電壓升高時，穩(wěn)壓控制過程相反。

2、集成電路式穩(wěn)壓器

集成電路式穩(wěn)壓器包括可調(diào)和不可調(diào)兩種。典型的集成電路式線性穩(wěn)壓電源電路如下圖所示。該電路的核心元器件是電位器RP，穩(wěn)壓器LM317。

調(diào)整電位器RP使LM317的ADJ端電壓升高后，LM317的輸出電壓就會升高，反之相反。

二、開關(guān)電源電路

由于線性穩(wěn)壓電源電路不僅適應市場范圍小、工作效率低，而且空載時輸出電壓會高于正常值較多，因此現(xiàn)在許多電磁爐采用效率高、體積小的開關(guān)電源。電磁爐采用的開關(guān)電源有自激式和他激式兩種。下面從維修的角度出發(fā)對這兩種典型的開關(guān)電源進行分析。

1、自激式開關(guān)電源

電磁爐采用的并聯(lián)型自激式開關(guān)電源多采用分立元件構(gòu)成。如下圖所示。

1）功率變換電路

功率變換電路的核心元器件是整流堆DB，濾波電容C1，開關(guān)管VT1，開關(guān)變壓器T，啟動電阻R2，正反饋元件C2和R4。

市電電壓通過限流電阻R1限流，再經(jīng)整流堆DB橋式整流，C1濾波產(chǎn)生300V直流電壓。300V電壓一路通過T的一次繞組P1為VT1供電，另一路通過啟動電阻R2限流后為VT1的基極提供啟動電壓，使VT1導通，它的集電極電流使P1繞組產(chǎn)生上正、下負的電動勢，正反饋繞組P2感應出上正、下負的脈沖電壓，P3，P4繞組產(chǎn)生上正、下負的電動勢，因VD2，VD3反偏截止，所以能量存儲在T內(nèi)部。同時，P2繞組產(chǎn)生的脈沖電壓通過R4，C2，VT1構(gòu)成回路，使VT1因正反饋雪崩過程迅速進入飽和導通狀態(tài)。VT1飽和導通后，它的集電極電流不再增大，因電感中的電流不能突變，所以P1繞組產(chǎn)生反相的電動勢，P2~P4繞組相應產(chǎn)生反相的電動勢。P2繞組產(chǎn)生的電動勢通過R4，C2使VT1迅速進入截止狀態(tài)，VT1截止后，T存儲的能量經(jīng)整流、濾波后向負載釋放，隨著T存儲的能量釋放到一定的時候，T各個繞組產(chǎn)生反相電動勢，于是P2繞組產(chǎn)生的脈沖電壓經(jīng)R4，C2再次使VT1進入飽和導通狀態(tài)，形成自激振蕩。

開關(guān)電源進入自激狀態(tài)后，P3輸出的脈沖經(jīng)VD2整流，C4濾波，產(chǎn)生12V直流電壓，該電壓除了為它的負載供電，還經(jīng)三端穩(wěn)壓器IC（LM7805)穩(wěn)壓，C5濾波獲得5V直流電壓，為它的負載供電。P4繞組輸出的脈沖電壓經(jīng)VD3整流，C7濾波，產(chǎn)生18V直流電壓。為它的負載供電。

由于開關(guān)變壓器T是感性元件，所以VT1截止瞬間，T的P1繞組會在VT1的集電極上產(chǎn)生較高的脈沖電壓，該脈沖電壓的尖峰值較大，容易導致VT1過電壓損壞。為了避免這種危害，在P1繞組兩端并聯(lián)VD4，R6，C6組成的尖峰脈沖吸收回路。該電路在VT1截止瞬間將尖峰脈沖有效吸收，從而避免了VT1因過電壓而損壞。

2、穩(wěn)壓控制電路

穩(wěn)壓控制電路的核心元件是開關(guān)變壓器T，整流管VD1，濾波電容C3和穩(wěn)壓管VZ。

當市電電壓升高或負載變輕，引起開關(guān)變壓器T各個繞組產(chǎn)生的脈沖電壓升高時，繞組P2升高的脈沖電壓經(jīng)VD1整流，濾波電容C3濾波獲得的取樣電壓（負壓）相應升高，使穩(wěn)壓管VZ擊穿導通程度加強，為開關(guān)管VT1的基極提供負電壓，VT1截止，致使VT1導通時間縮短，T存儲的能量下降，開關(guān)電源輸出電壓下降到正常值，實現(xiàn)穩(wěn)壓控制。繁殖，穩(wěn)壓控制過程相反。

3）過電流保護電路

過電流保護電路的核心元器件是整流堆取樣電阻R3，放大管VT2。

負載異常導致開關(guān)管VT1過電流時，在取樣電阻R3兩端產(chǎn)生的壓降增大。R3兩端產(chǎn)生的壓降超過0.7V后，經(jīng)R5限流使VT2導通，致使VT1截止，以免VT1過電流損壞，實現(xiàn)過電流保護。

2、他激式開關(guān)電源

他激式開關(guān)電源的開關(guān)管不參與振蕩，振蕩脈沖由單獨的振蕩電路形成，所以開關(guān)電源的效率更高、穩(wěn)定性更好。因此，他激式開關(guān)電源得到了廣泛應用。下面以電源控制模塊VIPer12A/22A為核心構(gòu)成的開關(guān)電源為例進行介紹。

VIPer12A構(gòu)成的開關(guān)電源有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，下面分別進行介紹。

1）VIPer12A構(gòu)成的并聯(lián)型開關(guān)電源

VIPer12A構(gòu)成的典型并聯(lián)型開關(guān)電源電路如下圖所示。

A)功率變換電路

功率變換電路的核心元器件是電源模塊VIPer12A，開關(guān)變壓器T，整流管VD3，VD4，濾波電容C4，C3。

300V電壓經(jīng)R1限流，再經(jīng)C1濾波后，通過T的初級繞組P1加到IC1（VIPer12A）的供電端5~8腳，該電壓不僅加到開關(guān)管的D極為它供電，而且通過高壓電流源對4腳外接的濾波電容C2充電。當C2兩端建立的電壓達到14.5V后，IC1內(nèi)的60KHz脈寬調(diào)制器等電路開始工作。由該電路產(chǎn)生的激勵脈沖使開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。開關(guān)管導通后，C1兩端的300V電壓通過P1繞組、開關(guān)管到地構(gòu)成回路，使P1產(chǎn)生上正、下負的電動勢，P2，P3繞組被感應出下正、上負的電動勢，由于VD1，VD2反偏截止，所以能量存儲在T內(nèi)部。開關(guān)管截止后，T各個繞組的電動勢反相，于是P2繞組輸出的脈沖電壓通過VD1整流，C3濾波產(chǎn)生18V左右電壓，一路通過VD2取代啟動電路為IC1內(nèi)部的控制部分供電，另一路為功率管驅(qū)動電路、風扇電動機、振蕩器等電路供電。P3繞組輸出的脈沖電壓經(jīng)VD3整流，C4濾波產(chǎn)生8V左右電壓，再通過R4限流，C5濾波后，為5V穩(wěn)壓器IC2供電，由它穩(wěn)壓輸出5V電壓。5V電壓經(jīng)C6濾波后為微處理器、操作顯示、指示燈等電路供電。

B）穩(wěn)壓控制電路

穩(wěn)壓控制電路的核心元器件是電源模塊VIPer12A、穩(wěn)壓管VZ、開關(guān)變壓器T、整流管VD1、濾波電容C3.

當市電電壓升高或負載變輕引起開關(guān)電源輸出電壓升高時，C3兩端升高的電壓使VZ擊穿導通程度加強，經(jīng)R2為IC1的3腳提供的誤差電壓升高，被IC1內(nèi)部電路處理后，使開關(guān)管導通時間縮短，T存儲的能量下降，開關(guān)電源輸出電壓下降到正常值。反之，穩(wěn)壓控制過程相反。因此，通過該電路的控制可保證開關(guān)電源輸出電壓不受市電高低和負載輕重的影響，實現(xiàn)穩(wěn)壓控制。

C）欠電壓保護

當VD2或C2擊穿使C2兩端在開機瞬間不能建立14.5V以上的電壓時，IC1內(nèi)部的電路不能啟動，若VD1，VD2開路或T異常為C2兩端提供的電壓低于8V時，IC1內(nèi)部的欠電壓保護電路動作，避免了開關(guān)管因激勵不足而損壞。另外，IC1內(nèi)部還設(shè)置了過電壓、過電流和過熱保護電路。

D）尖峰脈沖吸收電路

開關(guān)管截止瞬間，T的P1繞組會在開關(guān)管的D極上產(chǎn)生較高的反峰電壓，若不對反峰電壓中的尖峰脈沖進行吸收，容易導致開關(guān)管高壓損壞。為此，并聯(lián)型開關(guān)電源為了防止開關(guān)管被尖峰脈沖過電壓損壞，需要設(shè)置由VD4，R3，C7組成的尖峰脈沖吸收回路來吸收尖峰脈沖。

2）VIPer12A構(gòu)成的串聯(lián)型開關(guān)電源

VIPer12A構(gòu)成的典型串聯(lián)型開關(guān)電源電路如下圖所示。下面介紹該開關(guān)電源的功率變換和穩(wěn)壓控制原理。

A）功率變換電路

功率變換電路的核心元器件是電源模塊VIPer12A，開關(guān)變壓器T，續(xù)流二極管VD2、濾波電容C4。

300V電壓流過R限流，再經(jīng)濾波電容C1濾波后，加到IC1（VIPer12A）的供電端5~8腳，該電壓不僅加到開關(guān)管的D極為他供電，而且通過高壓電流源對4腳外接的濾波電容C3充電。當C3兩端建立的電壓使IC1的4腳電壓達到14.5V后，IC1內(nèi)的60KHz脈寬調(diào)制器等電路開始工作。由該電路產(chǎn)生的激勵脈沖使開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。開關(guān)管導通期間，300V電壓通過R、開關(guān)管D/S極、T的P1繞組、C4構(gòu)成充電回路，不僅為C4充電，而且在P1繞組上產(chǎn)生上正、下負的電動勢，開關(guān)管截止期間，流過P繞組的導通電流消失，由于電感中的電流不能突變，所以P1通過自感產(chǎn)生下正、上負的電動勢。該電動勢第一路通過VD1整流、C3濾波后產(chǎn)生40V左右的電壓，取代啟動電路為IC1供電，第二路通過C4、續(xù)流二極管VD2構(gòu)成放電回路，繼續(xù)為C4提供能量。由于C4在一個振蕩周期都可以得到能量，所以該開關(guān)電源不僅效率高于并聯(lián)型開關(guān)電源，而且由于開關(guān)管D,S極間電壓相對較低，所以一般不需要設(shè)置尖峰脈沖吸收回路，但此類開關(guān)電源存在的最大一個缺點是開關(guān)管擊穿后，300V電壓會進入18V供電回路，容易導致大量的負載元件過電壓損壞，所以應該在C5兩端接一只20V左右的穩(wěn)壓管作為過電壓保護管。當開關(guān)管擊穿后，該穩(wěn)壓管擊穿會導致限流電阻R過電流熔斷，切斷300V供電回路，實現(xiàn)過電壓保護。

B）穩(wěn)壓控制電路

穩(wěn)壓控制電路的核心元器件是電源模塊VIPer12A。穩(wěn)壓管VZ、開關(guān)變壓器T、整流管VD1、濾波電容C3.

當市電電壓勝過或負載變輕引起開關(guān)電源輸出電壓升高時，濾波電容C3兩端升高的電壓使穩(wěn)壓管VZ擊穿導通程度加強，為IC1的3腳提供的誤差電壓升高，被IC1內(nèi)部電路處理后，使開關(guān)管導通時間縮短，開關(guān)變壓器T存儲的能量下降，開關(guān)電源輸出電壓下降到正常值。反之，穩(wěn)壓控制過程相反。因此，通過該電路的控制可保證開關(guān)電源輸出電壓不受市電高低和負載輕重的影響，實現(xiàn)穩(wěn)壓控制。