3D打印机开关电源特点是负载变动率较大，因为负载电流较大的字车电机、走纸电机、打印头移动电机、压纸杆咚磁铁等均属间歇性工作。比如该机的35V(有的打印机为24V)供电，其负载电流变动就达。一3A。为了应付大范围负载电流变化，打印机开关电源中的PWM系统都采用双路控制。即使如此，打印机市电输人也要求较高，一般为220—240V，以避免输入电压的大幅度变动降低开关电源负载调整率。

    该打印机自激式开关电源的特点是采用正激式变换器。上述所有自激式隔离开关电源均为反激式变换器组成。所谓反激式，是指开关电源导通时脉冲变压器储能，开关电源截止时，次级二极管导通向负载供电。而正激式变换器向负载提供电流的方式不同，当开关电源导通时，激式开关电源脉冲变压器初、次级相位关系和反激式相反，同时还设有磁场能量释放绕组。

    从理论上讲，正激式变换器的输出电压值仅取决于供电电压、脉冲变压器初/次级匝数比和开关电源脉冲的占空比，与负载电流无直接相关性。实际上正激式变换器带负载能力较强，对负载变动稳定性能优于反激式接法，所以打印机等负载变动功率较大的设备，常采用正激式变换器组成的隔离开关电源。

    爱普生LQ-1600K打印机的开关电源电路见图3—10。脉冲变压器T真和开关电源VTl纽成间歇振荡电路，R14为VT1的启动偏置电阻，R4、VD2、C7为正反馈走时元件。VT4构成稳压系统的脉冲控制器，通过光耦合器PC，受控于次级输出电压取样放大器。VT20为精密稳压源TL431组成的输出电压误差检测放大器。35V输出电压经R20、R21，分压送人VT20的控制级，与其内部2.5V基准电压在比较器中检出误差电压，控制VT20的A-K间电流(其内部A-K间系NPN三极管，A为发射极，K为集电极，基极受控于比较器输出；A、K、G系TL431厂家的标注法)，使之与串联连接的PC：发光二极管产生相应的电流变化。PCI的次级内阻变化，直接控制脉宽调制管VT，的导通电流。当次级35V输出电压升高时，VT20电流增大，经PCI使VT4对正反馈脉冲分流增大，VT：提前截止，输出电压下降。

    光耦合器PCI次级光敏三极管供电，由T：正反馈绕组⑨一⑧输出脉冲电压经D-整流供给。因此，PCI的光敏三极管电流同时受控于该供电电压的控制。设脉冲宽度不变，当输入市电压升高时，正反馈脉冲电压幅度增大，VDi整流电压升高，PCI④、⑤脚电流增大，VT4集电极电流也会增大，使脉冲宽度减小，保持输出电压稳定。为了能反映市电电压的瞬间变化，滤波电容C。必须采用较小的容量。

    第二路脉宽控制管由VTz组成，VT3为VT2的驱动器。VTz、VT3的导通电流受控于精密稳压源VTs(TL431)的控制。  当VT，的A—K极电流增大时，VT3集电极输出电压升高，VT2导通电流增大，使开关电源导通时间缩短。此部分电路有两种功能，其一是通过R。+R9与Re+Ri7对市电整流电压取样。当取样电压小·于2.5V时，VT5是截止的，VT3、VT2也截止，其集电极无输出，此电路无效。如果输入市电电压升高使VTs的G极超过2.5V，内部比较器将输出高电平，使K—A极之间内置NPN三极管导通，其导通电流随取样电压成比例升高，VT2、VT：导通电流增大减小振荡脉宽，以补偿输入电压升高的影响。

    第二种功能是限制开关电源的导通电流。开关电源VTl导通电流的发射极取样电阻为R5，

其阻值仅为o.39fl，对上述输人电压取样分压比影响不大。当VT，导通电流增大时，R：的电压降升高，通过VTs控制VT2、VT3的导通电流，以压缩脉宽方式限制VTl的电流增大。

    光耦合器PC2构成开关电源输出过电压保护电路。PC2内部发光二极管阳极经稳压管VDZzo、VDZ21对35V输出取样，VDZ22对二次稳压的5V输出取样。当任何一路输出电压升高超过稳压管的稳定值+2V(发光管的正向电压)时，PC2的发光二极管点亮，次级晶闸管导通，VD箱整流的负电压经晶闸管的K-A极和VD7，使开关电源VT，基极为负电压，迫使VTl截止，开关电源停振保护。因为晶闸管阳极由市电整流输出经R，。、R，。提供正电压，故一旦保护，即使开关电源停止工作，VDs负电压消失，PC2的发光二极管熄灭，晶闸管仍保持导通，保护也不会解除，必须关断市电，重新启动才能恢复。

    由于打印机内部空间较窄，对开关电源的温升严格控制，为此电路中采取了两点措施：

  其一，由双向晶闸管VSl组成的跟流电阻短路电路。为了限制开机瞬间电源整流滤波电容、Ce的充电电流峰值，在整流输出负极接人电阻R：、R：(各为6，811/5W)。但充电峰值电流过后，开关电源输入电流仍流经此电阻，形成约几伏电压降，不仅电阻发热，还使市电整流器输出电压降低。为了在开机后将两电阻短路，VSl并联其两端。开机后，T真绕组10一13输出脉冲电压，经VDs整流的负电压触发VSl导通，将电阻短路。

    其二，斗5V输出的二次稳压电路采用IC20开关型单片集成电路组成他激式不隔离的降

压型开关电源。ICzo(STR2005)内部包括开关电源及PWM系统、取样放大等所有功能，外接Lzo为储能电感，0，为续流二极管。IC2。将35V电压稳压为十5V/1A的输出。二次稳压采用单户·式开关电源，不仅可以提高效率、减小发热量，而且还可以将35V输入一次稳压降低到5V，这对耗能式稳压来说是难以实现的。

    正激式变换器必须增设磁场能量释放电路，为此图中T：增设了绕组⑩一—@，该绕组与‘r真初级绕组具有相同的参数。当开关电源VT：截止时，丁：绕组⑩端为负脉冲，VD~导通，向滤波电容C‘充电，将能量返回供电电路。此举一则提高了开关电源效率，二则使开关电源截止时反压降低，避免开关电源击穿。正激式变换器有多种能量返还方式，此为常用的一种。