高頻開關電源知識培訓

2022-02-27 03:20:51 字數 2842 閱讀 6366

培訓內容

1、開關電源的概念

2、開關電源的主要指標

3、開關電源的工作原理(以hsp1003為例)

4、開關電源的分類

5、通訊裝置對開關電源的要求

一、開關電源的概念

開關電源是乙個能量轉換器,作為電源的功率器件工作在開關狀態(開關管、電感、高頻變壓器、電容、整流二極體)-開或關狀態,其特點是頻率高、功耗低、工作效率高、體積小、輸入範圍寬,通過閉環系統調節,使輸出電壓保持穩定。

a開關電源和線性電源的比較

①線性電源:線性電源的主要特點就是功率器件工作在放大狀態,具有穩定度高、可靠性好、成本低等優點,但是效率低、笨重和體積大的缺點。只能做中、小功率的電源。

②開關電源:開關電源因為體積小、效率高已經充斥了我們的日常生活,從移動**的充電器,到我們的彩電、音像供電電源;從路邊的霓虹燈,到車站的電子顯示牌,這些都用到了開關電源;從我們的台式計算機,到便攜膝上型電腦等等,這些都離不開開關電源。當然開關電源的輸入並不限於是交流(ac/dc電源),還可以是直流(dc/dc電源和dc/ac電源)。

開關電源交流輸入電壓範圍比較寬,可

以從幾十伏到上千伏。就目前而言,開關電源的控制方式有兩種:脈寬調變(pwm)和頻率調製(pfm),脈寬調變方式比較常見,我們正特的開關電源均採用的是這種方式。

二、開關電源的主要指標

a負載調整率

指的是輸出負載變化時,引起的輸出電壓的變化。

b輸出紋波(峰-峰值)

這個指標衡量了開關電源的電磁相容性,紋波越小越好。一般小於輸出電壓的百分之一毫伏,例如對於12v電壓來說,輸出紋波就是120毫伏。

c、開關電源的一些名詞概念

①有功功率(acitive power):電能轉換成其他能量所消耗的功率,單位

為瓦(w),用p表示。

②無功功率(unactive power):沒有消耗功率,只是能量在電感和電容之間轉換的功率部

分,單位為v a,用q表示。

③視在功率(aparent power):指的是交流輸入功耗,也叫表觀功率,其單位是v a,用s 表示。

④功率因數(power factor):有功功率與視在功率的比值,它表示交流電轉化成其他能量的能力。功率因數=p/s。

功率因數校正後為0.9999。我們一般標準為0.

9以上三.開關電源工作原理:

a emi濾波電路

交流輸入的emi電路一般是用來抑制共模雜訊干擾的,是由共模電感lf1、cx1電容組成來濾除電網上的雜波.

b.輸入整流器濾波電路

交流電通過d1-d4整流成直流電,再經c1電容濾波成平滑的直流電.

c.功率變換電路

整流後的直流電通過變壓器t1的初級線圈加到開關管的漏極,通過開關的導通截止感應電壓到變壓器的次級.

d.變壓器和開關管的開關產生的尖峰電壓,由r5,r6,r22,c7,d5組成尖峰吸收電路.

為高壓啟動電阻,給ic15腳提供啟動電壓,變壓器vcc繞組通過初級感應,經r12,d6整流,c6濾波提供給ic1的5腳供電電壓,ic1的3腳為振盪頻率控制腳,6腳為驅動輸出腳,產生兩路相位相反的驅動訊號來驅動功率開關管q1,通過脈衝寬度來控制q1的導通時間,從而調節能量傳遞的大小。開關電源的控制電路是乙個閉環控制系統,(閉環控制指的就是通過光耦反饋來控制)所以能及時保證輸出電壓穩定不變,閉環有兩個環來調節,內環是電流環調節,確保開關電源的動態響應時間,速度比較快。外環是電壓調節環,確保電壓的穩定,速度相對較慢.

4腳為cs腳,過流點檢測保護腳.

f.輸出電路:經d7整流,c3,c4,l1,c5π型濾波後輸出直流電.d7所用的整流二極體不是普通的,一般用採用快恢復二極體或肖特基;濾波電容用的是高頻低阻電容。

g.輸出電壓經反饋電阻r21到光耦,再加到u2的陽極,c10和r20構成補償電路.另一邊通過r19,r18分壓,u2控制極會有乙個標準的基準電壓2.

5v來和輸出電壓比較,從而使輸出電壓穩定.

四、開關電源的分類

一般是按照開關電源的輸入和輸出進行分類

a ac-dc:把交流輸入變換成直流輸出,

一次電源。

b dc-dc:把直流輸入變換成直流輸出,

二次電源。

c dc-ac:把直流輸入變換成交流輸出,

逆變器電源。

d ac-ac:把交流輸入變換成交流輸出,

ups電源。

五.通訊用開關電源的基本要求

a開關電源的保護功能

對於通訊裝置使用的開關電源來說,需要有以下幾個保護:輸出過壓保護(ovp)、過熱保護(otp)、輸出短路保護、過流保護(ocp)、輸入過/欠壓保護。

①輸出過壓保護

開關電源的輸出電壓一般不會超出正常範圍,但是一旦超出正常範圍,那麼可能會對通訊裝置造成損壞。所以開關電源整流器設有輸出過壓保護,一旦輸出電壓超過設定值,那麼開關電源會將輸出閉鎖。此閉鎖是不不可自恢復的,所以我司生產中不測此專案,在開發設計和qe驗證實驗時方做此測試。

②輸入過/欠壓保護

輸入過/欠壓保護指的是在交流電壓過高或過低時關閉電源輸出,此關閉是可以自動恢復的,一旦條件滿足,開關電源會自動開始工作的。過壓保護是避免在輸入電壓高的時候,因功率開關管工作,而引起其損壞;欠壓保護是避免在輸入電壓低的時候,因輸入

電流過大,而造成輸入器件(整流橋、開關管、變壓器)通過電流超過額定值而損壞,另外也是保證整流器工作在最佳狀態。

③過流保護

開關電源的過流是通過降低輸出電壓來實現的,其限流有兩個方面的作用,乙個方面就是保證開關電源輸出功率不超過額定值而損壞,提高可靠性(開關電源的限流點為輸出額定電流的110%);另外一方面就是給蓄電池充電時限流,確保不過充(按照設定的限流值限流)。

④短路保護

短路保護檢測原邊的電流,採用控制晶元自帶的電流檢測電路來進行,短路保護響應速度快,採用的是逐脈衝限流方式,通過封鎖開關管驅動脈衝來達到限流的目的。短路保護是開關電源必須具備的最基本。

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