開關電源工作原理及其工作的原理分析

2021-03-03 23:24:46 字數 2711 閱讀 1304

中國開關電源門戶網5月31日訊:先簡單的說下電源不適合在哪些環境下使用:

●海拔高度不超過1000公尺。

●相對濕度:月平均最大相對濕度為90%,最低15%。

●使用環境溫度不得超過下列極限:最高環境空氣溫度不高於40℃,最低環境空氣溫度不低於-15℃,水冷電源低於1℃時,要保證水管不結冰。

●使用場所應無嚴重影響產品使用的氣體、蒸汽、化學沉積、塵垢黴菌及其它易燃、易爆、腐蝕性介質,並應無劇烈震動和顛簸。

●除非採取防護措施,否則產品不得在室外使用。

下現再詳細的說下開關電源電路組成及原理詳解

一、 開關電源的電路組成

開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(emi)、整流濾波電路、功率變換電路、pwm控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。

開關電源的電路組成方框圖如下:

二、 輸入電路的原理及常見電路

1、ac 輸入整流濾波電路原理:

① 防雷電路:當有雷擊,產生高壓經電網匯入電源時,由mov1、mov2、mov3:f1、f2、f3、fdg1 組成的電路進行保護。

當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時,其阻值降低,使高壓能量消耗在壓敏電阻上,若電流過大,f1、f2、f3 會燒毀保護后級電路。

② 輸入濾波電路:c1、l1、c2、c3組成的雙π型濾波網路主要是對輸入電源的電磁雜訊及雜波訊號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間,要對 c5充電,由於瞬間電流大,加rt1(熱敏電阻)就能有效的防止浪湧電流。

因瞬時能量全消耗在rt1電阻上,一定時間後溫度公升高後rt1阻值減小(rt1是負溫係數元件),這時它消耗的能量非常小,后級電路可正常工作。

③ 整流濾波電路:交流電壓經brg1整流後,經c5濾波後得到較為純淨的直流電壓。若c5容量變小,輸出的交流紋波將增大。

2、 dc 輸入濾波電路原理:

① 輸入濾波電路:c1、l1、c2組成的雙π型濾波網路主要是對輸入電源的電磁雜訊及雜波訊號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。c3、c4 為安規電容,l2、l3為差模電感。

② r1、r2、r3、z1、c6、q1、z2、r4、r5、q2、rt1、c7組成抗浪湧電路。在起機的瞬間,由於 c6的存在q2不導通,電流經rt1構成迴路。當c6上的電壓充至z1的穩壓值時q2導通。

如果c8漏電或后級電路短路現象,在起機的瞬間電流在rt1上產生的壓降增大,q1導通使 q2沒有柵極電壓不導通,rt1將會在很短的時間燒毀,以保護后級電路。

三、 功率變換電路

1、 mos管的工作原理:目前應用最廣泛的絕緣柵場效電晶體是mosfet(mos管),是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。

由於它的柵極處於不導電狀態,所以輸入電阻可以大大提高,最高可達105歐姆,mos管是利用柵源電壓的大小,來改變半導體表面感生電荷的多少,從而控制漏極電流的大小。

2、 常見的原理圖:

3、工作原理:

r4、c3、r5、r6、c4、d1、d2組成緩衝器,和開關mos管並接,使開關管電壓應力減少,emi減少,不發生二次擊穿。在開關管q1關斷時,變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流,這些元件組合一起,能很好地吸收尖峰電壓和電流。從r3測得的電流峰值訊號參與當前工作周波的占空比控制,因此是當前工作周波的電流限制。

當r5上的電壓達到1v時,uc3842停止工作,開關管q1立即關斷 。 r1和q1中的結電容cgs、cgd一起組成rc網路,電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。r1過小,易引起振盪,電磁干擾也會很大;r1過大,會降低開關管的開關速度。

z1通常將mos管的gs電壓限制在18v以下,從而保護了mos管。 q1的柵極受控電壓為鋸形波,當其占空比越大時,q1導通時間越長,變壓器所儲存的能量也就越多;當q1截止時,變壓器通過d1、d2、r5、r4、c3釋放能量,同時也達到了磁場復位的目的,為變壓器的下一次儲存、傳遞能量做好了準備。ic根據輸出電壓和電流時刻調整著⑥腳鋸形波占空比的大小,從而穩定了整機的輸出電流和電壓。

c4和r6為尖峰電壓吸收迴路。

4、推挽式功率變換電路:

q1和q2將輪流導通。

5、有驅動變壓器的功率變換電路:

t2為驅動變壓器,t1為開關變壓器,tr1為電流環。

四、 輸出整流濾波電路:

1、 正激式整流電路:

t1為開關變壓器,其初極和次極的相位同相。d1為整流二極體,d2為續流二極體,r1、c1、r2、c2為削尖峰電路。l1為續流電感,c4、l2、c5組成π型濾波器。

2、 反激式整流電路:

t1為開關變壓器,其初極和次極的相位相反。d1為整流二極體,r1、c1為削尖峰電路。l1為續流電感,r2為假負載,c4、l2、c5組成π型濾波器。

3、同步整流電路:

工作原理:當變壓器次級上端為正時,電流經 c2、r5、r6、r7使q2導通,電路構成迴路,q2 為整流管。q1柵極由於處於反偏而截止。

當變壓器次級下端為正時,電流經c3、r4、r2使 q1導通,q1為續流管。q2柵極由於處於反偏而截止。l2為續流電感,c6、l1、c7組成π 型濾波器。

r1、c1、r9、c4為削尖峰電路。

五、開關電源本身工作不正常的幾種情況:

1、「電壓調節」、「電流調節」均巳向右調節,均不在零位,「過壓調節」也已向右大幅調節,電源仍無電壓或電流輸出,而且「恆壓」、「恆流」燈均巳點亮,這種狀態應報請維修人員檢查。

2、如果開啟電源開關,聽不到機內有繼電器的吸合聲,數字顯示表及各種指示燈無一點亮,說明輸入電源即交流220v電壓未進入機內,應由維修人員檢查。

開關電源工作原理

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