開關(guān)電源工作原理 |
把交流通過二極管整流.電容濾波變成直流,再通過1620KHz左右高頻振蕩發(fā)生器 . 開關(guān)管和 高頻開關(guān)變壓器的作用,把直流轉(zhuǎn)換成所需要的振幅高頻脈沖電壓。最后再通過高頻二極把這高頻脈沖電壓整流.電容濾波輸出所需要的直流電壓。輸出的穩(wěn)壓是靠在輸出端取出取樣電壓去調(diào)整振蕩器的頻率和脈沖占空比。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整高頻脈沖電壓占空比最終達(dá)到輸出直流電壓的穩(wěn)定.調(diào)整輸出直流電壓原理也一樣,用人為的方法去改變振蕩頻率和脈沖占空耒實(shí)現(xiàn)改變輸出直流電壓目的。 簡(jiǎn)單說開關(guān)電源的基本原理就是:交流變直流再變脈沖電壓又再變直流的一個(gè)過程。它具有穩(wěn)壓精度高,省耗小等特點(diǎn)。 一、開關(guān)電源的工作原理 開關(guān)電源的電壓轉(zhuǎn)換,是由開關(guān)晶體管、脈沖變壓器等組成的脈沖振蕩器,產(chǎn)生脈沖電,將300V的直流電經(jīng)脈沖變壓器的次級(jí)變換成所需要的電壓。電原理如圖2所示。 1、脈沖振蕩器的工作原理 1)脈沖振蕩器的啟動(dòng) 電源經(jīng)R10、R10A、R15給Q3(三極管)的b極(基極)、e極(發(fā)射極)提供正向偏置電壓,強(qiáng)迫Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。 2)脈沖振蕩器的振蕩過程 當(dāng)Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)后,+Vc就會(huì)經(jīng)脈沖變壓器的初級(jí)線圈、Q3的c極、e極、R15到電源的-Vc,此時(shí)脈沖變壓器的次級(jí)線圈就會(huì)產(chǎn)感應(yīng)電勢(shì),次級(jí)線圈的一端接在-Vc,另一端經(jīng)R12、C8接到Q3的b極,且感應(yīng)電勢(shì)的極性與初級(jí)線圈的自感電勢(shì)是同極性的(圖中初次極線圈的上端均為同名端),便得Q3的b極得到更大的基極電流,加速Q(mào)3的導(dǎo)通直至Q3進(jìn)入飽和狀態(tài)。電路如圖3所示。 當(dāng)Q3飽和后,Ic不再變化,波形如圖4中t0到t3。經(jīng)過t3到t4的飽和過程后,自感電勢(shì)、感應(yīng)電勢(shì)的極性會(huì)隨其反轉(zhuǎn),即上負(fù)下正。次極線圈中這個(gè)反轉(zhuǎn)后的電勢(shì),正極經(jīng)R15加在Q1的e極,負(fù)極經(jīng)R12、C8加在Q3的b極,使得Q3處于反向偏置,促使Q3快速地從飽和狀態(tài)過度到截止?fàn)顟B(tài),圖中t4到t6。Q3截止后,通過D8、R17、C7組成的吸收電路很快地將初極線圈中所產(chǎn)生的反向電勢(shì)以及反向電流吸收掉,圖中t6到t7。完成了一個(gè)振蕩周期。之后振蕩電路就會(huì)周而復(fù)始重復(fù)上述過程。 脈沖振蕩器的頻率由C8和所接的次極線圈的電感量所決定。 2、輸出電壓的調(diào)節(jié) 電路如圖2 。IC1是一個(gè)精密基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源,當(dāng)被檢測(cè)到輸出+5V電壓偏高(或偏低)時(shí),通過光偶合器P421中的發(fā)光管照度加強(qiáng)(或減弱),光敏管內(nèi)阻下降(或上升)而電流增大,引起Q4的c極電流增強(qiáng)(或減弱),從而多分流(或少分流)掉Q3b極中一部分電流,使Q3延后(或提前)導(dǎo)通。使得圖4中t1到t3延后(或提前),從而引起波形在t2到t5之間的時(shí)間變短(或變長(zhǎng)),最終使脈沖的寬度發(fā)生寬窄的變化,進(jìn)而引起輸出電壓下降(或上升),以保證輸出電壓的穩(wěn)定。 3、開關(guān)電源的輸出 開關(guān)電源的一級(jí)電壓輸出有兩路:一路經(jīng)D9半波整流及C29的濾波,得到一個(gè)輸出為15V的電壓輸出。另一路經(jīng)D10的半波整流及C11、C12、L1、R88的濾波、Z06的穩(wěn)壓后,得到一個(gè)輸出為5V的穩(wěn)定電壓輸出。 二、開關(guān)電源工作原理—原理 開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài),在這兩種狀態(tài)中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導(dǎo)通時(shí),電壓低,電流大;關(guān)斷時(shí),電壓高,電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。 與線性電源相比,PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”,即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。 解釋上圖:市電(交流電)入口進(jìn)去的第一部分稱為一級(jí)EMI,主要負(fù)責(zé)內(nèi)部電路與外部電源之間的過渡,在一級(jí)EMI旁邊還有二級(jí)EMI,這些一二級(jí)EMI主要起到電路保護(hù)作用,比如當(dāng)外部電源有波動(dòng)的時(shí)候,一二級(jí)EMI會(huì)減少內(nèi)部沖突,從而保護(hù)電源內(nèi)部的硬件不容易受到損壞,另外當(dāng)電源內(nèi)部硬件出現(xiàn)不穩(wěn)定,一二級(jí)EMI可以抑制內(nèi)部波動(dòng)沖擊外部電路,以免影響其他電器的正常使用,簡(jiǎn)單來說一二級(jí)EMI相當(dāng)于一層濾網(wǎng),防止雙向沖擊,對(duì)于一款合格的開關(guān)電源來說,一二級(jí)EMI都是必要的,當(dāng)對(duì)于山寨低價(jià)電源來說,往往為了節(jié)省成本,省去了一二級(jí)EMI,盡管不影響電源功能,但對(duì)于電源的穩(wěn)定性以及干擾外部電源還是有影響的。 一二級(jí)EMI電路過后,就到了整流部分了,這里主要有一個(gè)由四個(gè)整流二極管組建的整流橋堆,其功能是實(shí)現(xiàn),將交流電轉(zhuǎn)變成為直流電。其之后就是高壓濾波電路了,這里會(huì)看到有一個(gè)或者兩個(gè)大電容,以電感線圈等,主要負(fù)責(zé)進(jìn)來的交流電進(jìn)行濾波,由于外部交流電頻率可能波動(dòng)較大,通過電容與線圈進(jìn)行濾波,可以得到比較平滑的直主流電。 再往下就是中間部分了,在電源的中間是變壓器部分。由于開關(guān)電源有多路輸出,包括3.3V、5V、12V等等,因此需要變壓器,將前面的直流電分成幾組輸出電壓。在變壓器之后的下面,就是電源輸出部分了。 三、穩(wěn)壓環(huán)路原理: 1、反饋電路原理圖: 2、工作原理: 當(dāng)輸出U0升高,經(jīng)取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后,U1③腳電壓升高,當(dāng)其超過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出高電平,使Q1導(dǎo)通,光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光,光電三極管導(dǎo)通,UC3842①腳電位相應(yīng)變低,從而改變U1⑥腳輸出占空比減小,U0降低。 當(dāng)輸出U0降低時(shí),U1③腳電壓降低,當(dāng)其低過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出低電平,Q1不導(dǎo)通,光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光,光電三極管不導(dǎo)通,UC3842①腳電位升高,從而改變U1⑥腳輸出占空比增大,U0降低。周而復(fù)始,從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。調(diào)節(jié)VR1可改變輸出電壓值。 反饋環(huán)路是影響開關(guān)電源穩(wěn)定性的重要電路。如反饋電阻電容錯(cuò)、漏、虛焊等,會(huì)產(chǎn)生自激振蕩,故障現(xiàn)象為:波形異常,空、滿載振蕩,輸出電壓不穩(wěn)定等。
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| 發(fā)布時(shí)間:2017.09.02 來源:開關(guān)電源廠家 |
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