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開關電源電路分析

發布時間:2023-03-19 16:05:55

1. 開關電源工作原理詳解 開關電源工作原理圖

隨著全球對能源問題的重視,電子產品的耗能問題將愈來愈突出,如何降低其待機功耗,提高供電效率成為一個急待解決的問題。傳統的線性穩壓電源雖然電路結構簡單、工作可靠,但它存在著效率低(只有40%-50%)、體積大、銅鐵消耗量大,工作溫度高及調整范圍小等缺點。為了提高效率,人們研製出了開關式穩壓電源,它的效率可達85%以上,穩壓范圍寬,除此之外,還具有穩壓精度高、不使旦沖碼用電源變壓器等特點,是一種較理想的穩壓電源。正因為如此,開關式穩壓電模哪源已廣泛應用於各種電子設備中,本文對各類開關電源工作原理作一闡述。



一、開關電源工作原理


開關式穩壓電源接控制方式分為調寬式和調頻式兩種,在實際的應用中,調寬式使用得較多,在目前開發和使用的開關電源集成電路中,絕大多數也為脈寬調制型。因此下面就主要介紹調寬式開關穩壓電源。

調寬式開關穩壓電源的基本原理可參見下圖。



對於單極性矩形脈沖來說,其直流平均電壓Uo取決於矩形脈沖的寬度,脈沖越寬,其直流平均電壓值就越高。直流平均電壓U。可由公式計算,

即Uo=Um×T1/T

式中Um為矩形脈沖最大電壓值判褲;T為矩形脈沖周期;T1為矩形脈沖寬度。

從上式可以看出,當Um與T不變時,直流平均電壓Uo將與脈沖寬度T1成正比。這樣,只要我們設法使脈沖寬度隨穩壓電源輸出電壓的增高而變窄,就可以達到穩定電壓的目的。


二、開關式穩壓電源的原理電路


1、基本電路



圖二開關電源基本電路框圖

開關式穩壓電源的基本電路框圖如圖二所示。

交流電壓經整流電路及濾波電路整流濾波後,變成含有一定脈動成份的直流電壓,該電壓進人高頻變換器被轉換成所需電壓值的方波,最後再將這個方波電壓經整流濾波變為所需要的直流電壓。

控制電路為一脈沖寬度調制器,它主要由取樣器、比較器、振盪器、脈寬調制及基準電壓等電路構成。這部分電路目前已集成化,製成了各種開關電源用集成電路。控制電路用來調整高頻開關元件的開關時間比例,以達到穩定輸出電壓的目的。


2.單端反激式開關電源


單端反激式開關電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側。所謂的反激,是指當開關管VT1導通時,高頻變壓器T初級繞組的感應電壓為上正下負,整流二極體VD1處於截止狀態,在初級繞組中儲存能量。當開關管VT1截止時,變壓器T初級繞組中存儲的能量,通過次級繞組及VD1整流和電容C濾波後向負載輸出。



單端反激式開關電源是一種成本最低的電源電路,輸出功率為20-100W,可以同時輸出不同的電壓,且有較好的電壓調整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大,外特性差,適用於相對固定的負載。

單端反激式開關電源使用的開關管VT1承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍,工作頻率在20-200kHz之間。


3.單端正激式開關電源


單端正激式開關電源的典型電路如圖四所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似,但工作情形不同。當開關管VT1導通時,VD2也

導通,這時電網向負載傳送能量,濾波電感L儲存能量;當開關管VT1截止時,電感L通過續流二極體VD3繼續向負載釋放能量。



在電路中還設有鉗位線圈與二極體VD2,它可以將開關管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復位條件,即磁通建立和

復位時間應相等,所以電路中脈沖的占空比不能大於50%。由於這種電路在開關管VT1導通時,通過變壓器向負載傳送能量,所以輸出功率范圍大,可輸出50-200W的功率。電路使用的變壓器結構復雜,體積也較大,正因為這個原因,這種電路的實際應用較少。


4.自激式開關穩壓電源


自激式開關穩壓電源的典型電路如圖五所示。這是一種利用間歇振盪電路組成的開關電源,也是目前廣泛使用的基本電源之一。



當接入電源後在R1給開關管VT1提供啟動電流,使VT1開始導通,其集電極電流Ic在L1中線性增長,在L2中感應出使VT1基極為正,發射極為負的正反饋電壓,使VT1很快飽和。與此同時,感應電壓給C1充電,隨著C1充電電壓的增高,VT1基極電位逐漸變低,致使VT1退出飽和區,Ic開始減小,在L2中感應出使VT1基極為負、發射極為正的電壓,使VT1迅速截止,這時二極體VD1導通,高頻變壓器T初級繞組中的儲能釋放給負載。在VT1截止時,L2中沒有感應電壓,直流供電輸人電壓又經R1給C1反向充電,逐漸提高VT1基極電位,使其重新導通,再次翻轉達到飽和狀態,電路就這樣重復振盪下去。這里就像單端反激式開關電源那樣,由變壓器T的次級繞組向負載輸出所需要的電壓。

自激式開關電源中的開關管起著開關及振盪的雙重作從,也省去了控制電路。電路中由於負載位於變壓器的次級且工作在反激狀態,具有輸人和輸出相互隔離的優點。這種電路不僅適用於大功率電源,亦適用於小功率電源。


5.推挽式開關電源


推挽式開關電源的典型電路如圖六所示。它屬於雙端式變換電路,高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。電路使用兩個開關管VT1和VT2,兩個開關管在外激勵方波信號的控制下交替的導通與截止,在變壓器T次級統組得到方波電壓,經整流濾波變為所需要的直流電壓。



這種電路的優點是兩個開關管容易驅動,主要缺點是開關管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大,一般在100-500W范圍內。


6.降壓式開關電源


降壓式開關電源的典型電路如圖七所示。當開關管VT1導通時,二極體VD1截止,輸人的整流電壓經VT1和L向C充電,這一電流使電感L中的儲能增加。當開關管VT1截止時,電感L感應出左負右正的電壓,經負載RL和續流二極體VD1釋放電感L中存儲的能量,維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。




這種電路使用元件少,它同下面介紹的另外兩種電路一樣,只需要利用電感、電容和二極體即可實現。


7.升壓式開關電源


升壓式開關電源的穩壓電路如圖八所示。當開關管VT1導通時,電感L儲存能量。當開關管VT1截止時,電感L感應出左負右正的電壓,該電壓疊加在輸人電壓上,經二極體VD1向負載供電,使輸出電壓大於輸人電壓,形成升壓式開關電源。




8.反轉式開關電源


反轉式開關電源的典型電路如圖九所示。這種電路又稱為升降壓式開關電源。無論開關管VT1之前的脈動直流電壓高於或低於輸出端的穩定電壓,電路均能正常工作。




當開關管VT1導通時,電感L儲存能量,二極體VD1截止,負載RL靠電容C上次的充電電荷供電。當開關管VT1截止時,電感L中的電流繼續流通,並感應出上負下正的電壓,經二極體VD1向負載供電,同時給電容C充電。


以上介紹了脈沖寬度調制式開關電源工作原理和各種電路類型,在實際應用中,會有各種各樣的實際控制電路,但無論怎樣,也都是在這些基礎上發展出來的。更多信息請關注土巴兔裝修網。


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2. 開關電源電路分析

R38限流,來R41均壓,R44和C20抗干源擾。TL431是輸入基準為2.5V的穩壓集成電路,高於2.5V時期輸出端電位降低,光耦導通加強,UC2844(1)電位下降,UC2844(6)輸出脈沖寬度變窄,開關電源輸出端電壓下降。C15和E7是UC2844的電源濾波。由於UC2844的(8)是5V基準電壓,所以R31是UC2844的分壓電阻。R35和R3是開關電源的電流取樣電阻。上邊那個二極體整流,10R是限流電阻。

3. 開關電源故障分析

1.無輸出,但保險絲和保險管正常
這種現象說明開關管未工作,或者工作後進入了保護狀態。首先測量開關電源控制晶元的啟動腳是否有啟動電壓,若無啟動電壓或者啟動電壓太低,則檢查啟動電阻 和啟動腳外接的元器件是否有漏電存在殲野,此時如開關電源晶元控制正常,則經上述檢查可很快找到故障。若有啟動電壓,則測量控制晶元的驅動輸出腳在開機瞬間是 否有高低電平的跳變。若無,則說明控制晶元損壞、外圍震盪電路元器件或保護電路有問題,可先代換控制晶元,再檢查外圍元器件。若有跳變,一般為開關管不良 或損壞。
2.保險絲或保險管燒斷
主要檢查整流橋各二極體,大濾波電容及開關管等部位,抗干擾電路出問題也會導致保險絲燒斷、發黑。值得注意的是, 因開關管擊穿導致的保險絲或保險管燒斷,往往還伴隨著過流檢測電阻和電源控制晶元的損壞,負溫度系數熱敏電阻也很容易和保險絲或保險管一起燒壞。
3.輸出電壓過高
這種故障忘完來自穩壓取樣和穩壓控制電路。我們知道,直流輸出、取樣電阻、誤差取樣放大器、光電耦合器和開關電源控制晶元等電路共同構成一個閉合的控制環 路,在這一環節中,任何一處出現問題都會導致輸出電壓升高。對於有過壓保護電路的電源,輸出電壓過高首先會使過壓保護電路動作,此時,可斷開過壓保護電 路,使過壓保護電路不起作用,測開機瞬間的電源主電壓。如果測量值比正常值高,說明輸出電壓高。實際維修中,以取樣電阻變值、誤差放大器或光電耦合器不良 常見。
4.輸出電壓過低
根據維修經驗,除穩壓控制電路會引起輸出電壓過低外,還有一些原因會引起輸出電壓過低。主要有以下幾點。
a.開關電源負載有短路故障。此時,因斷開開關電源電路的所有負載,以區分是開關電源不良還是負載電路有故障。若斷開負載電路電壓輸出正常,說明是負載過重,若仍不正常,說明開關電源有故障。
b.輸出電壓整流二極體,濾波電容失效等,可以通過代換法進行判斷。
c.開關管的性能下降,必然導致開關管不能正常導通,使電源的內阻增加,帶負載能力下降。
d.開關變壓器不良,不但造成輸出電壓下降,還會造成開關管激勵不足而屢損開關管。
e.大濾波電容(即300V濾波電容)不良,造成電源帶負載能力差,一接負載輸出電壓便下降。
屢損開關管的故障
屢損電源開關管是開關電源電路維修的重點和難點開關管是開關電源的核心部件,工作在大電流、高電壓的環境下,其損壞的比例是比較高的,一旦損壞,往往不是 換上新管就可以排除故障,甚至還會損壞信管,對於這種屢損開關管的故障排除起來是比較麻煩的,往往令初學者無從下手。下面簡要分析一下屢損開關管的常見故 障。
1.開關管過壓損壞
a.市電電壓過高,對開關管提供的漏極工作電壓高,開關管漏極產生的開關脈沖幅度自然升高許多,突破開關管D-S的耐壓值造成開關管擊穿。
b.穩壓電路有問題,使開關電源輸出電壓升高的同時,開關變壓器的各繞組產生的感應電壓幅度大,在其一次繞組產生的感應電壓與開關管漏極D得到的直流工作電壓疊加,如果這個疊加值超過開關管的D-S的耐壓值,會損壞開關管。
c.開關管漏極D保護電路有問題,不能講開關管漏極D幅度頗高的尖峰脈沖吸收掉而造成開關管漏極電壓過高擊穿。
d.大濾波電容失效,使其兩端含有大量的高頻脈沖,在開關管截止期間與反峰電壓疊加後導致開關管過壓損壞。
2.開關管過流損壞
a.開關管散熱片過小或固定不牢。
b.開關電源負載過重。常見原因是輸出電壓整流、濾波電路不良或負載電路有短路、漏電等故障。
c.開關變壓器匝間短路。
3.開關管功耗大損壞
常見的有開啟損耗大和關斷損耗大兩種。開啟損耗大主要是由於開關管在規定的時間內不能由放大狀態進入到飽和狀態。開關管因開啟損耗大的原因主要是由於開關 管激勵不足造成的。關斷損耗大主要是由於開關管在規定的時間內不能由放大狀態進入到截止狀態。開關氏中喊管因關斷損耗大的原因主要是由於開關管柵極的波形發生畸 變造成的。
4.開培余關管本身質量有問題
市售開關電源開關管質量良莠不齊,如果開關管存在質量問題,屢損開關管也就在所難免了。
5.開關管替換不良
開關電源的場效應管功率一般較大,不能用小功率、耐壓低的場效應管進行替換,否則極易損壞。

4. 開關電源原理分析

開關電源是工作在開關狀態的電源,有負反饋能根據負載的變兆埋纖化改變電源通斷的占空比,從而達到穩壓的目的。
開關電源的主要部分是那個變壓器,你這個圖是一個結構比較簡單的開關電源,我們首先確定的是變壓器的左邊是原邊,右邊是副變,副邊上上面那個是電壓輸出,二極體和電容的作用分別是單向導通和濾波。副邊下面的那個線圈的作用很重要,是作為負反饋將輸出側的電壓情況反饋給原邊,你這個電路圖中沒有開關電源的專用晶元那麼負責控制通斷的就應該是那個三極體摸樣的族仿東西。那你這個電路的整個工作原理可以這樣分析,直流電源流過變壓器原邊產生磁場,在變壓器副邊感應出磁場從而產生電壓,當負反饋的感應電壓到一定值得時候,三極體關斷,原邊迴路被切斷,副邊不再感應出電壓,三極體又導通,原邊再次導通,重復以上的過程,所以電源就一直工作在這個開關狀態從而達到穩壓的目的。
這個電路大概的過程應該是這樣,至於那個電阻和電容並聯的耦合電路時為了濾掉交流部分,你這個電路比液銷較簡單實際的工作效果可能不會太好,希望上面的分析能夠對你有幫助。

5. 開關電源電路詳細解析

開關電源的工作原理是:

1.交流電源輸入經整流濾波成直流;
2.通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上;
3.開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載;
4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩定輸出的目的.

交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾;
在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;
開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;
一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源

ATX電源的主要組成部分
EMI濾波電路:EMI濾波電路主要作用是濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾,同時也起到減少開關電源本身對外界的電磁干擾,在優質電源中一般都有兩極EMI濾波電路。

一級EMI電路:交流電源插座上焊接的是一級EMI電源濾波器電路,這是一塊獨立的電路板,是交流電輸入後所經過的第一組電路,這個由扼流圈和電容組成的低通網路能濾除電源線上的高頻雜波和同相干擾信號,同時也將電源內部的干擾信號屏蔽起來,構成了電源抗電磁干擾的第一道防線。

二級EMI電路:市電進入電源板後先通過電源保險絲,然後再次經過由電感和電容組成的第二道EMI電路以充分濾除高頻雜波,然後再經過限流電阻進入高壓整流濾波電路。保險絲能在電源功率太大或元件出現短路時熔斷以保護電源內部的元件,而限流電阻含有金屬氧化物成分,能限制瞬間的大電流,減少電源對內部元件的電流沖擊。

橋式整流器和高壓濾波:經過EMI濾波後的市電,再經過全橋整流和電容濾波後就變成了高壓的直流電。將輸入端的交流電轉變為脈沖直流電,目前有兩種形式,一種是全橋就是把四個二極體封裝在一起,一種是用4個分立的二極體組成橋式整流電路,作用相同,效果也一樣。

一般說來,在全橋附近應該有兩個或更多的高大桶狀元件,即高壓電解電容,其作用是將脈動的直流電濾除交流成分而輸出比較平穩的直流電。高壓電解電容的使用與開關電路的設計有密切關系,其容量往往是以往電源評測時的焦點,但實際上它的容量和電源的功率毫無關系,不過增大它的容量會減小電源的紋波干擾,提高電源的電流輸出質量。

PFC電路:PFC電路稱為功率因素校正或補償電路,功率因素越高,電能利用率就越大。

目前PFC電路有兩種方式,一種是無源式PFC,又稱被動式PFC,一種是有源式PFC,又稱主動式PFC。無源式PFC是通過一個工頻電感來補償交流輸入的基波電流與電壓的相位差,迫使電流與電壓相位一致,無源PFC效率較低,一般只有65%-70%,且所用的工頻電感又大又笨重,但由於成本低,仍有許多 ATX電源採用這種方式。有源PFC是由電子元器件組成的,體積小,重量輕,通過專用的IC去調整電流波形的相位,效率大大提高,達95%以上,但由於成本較高,通常只能在高級應用場合才能看到。

開關三極體與開關變壓器:開關電源顧名思義其核心就是開關二字。開關三極體和開關變壓器是開關電源的核心部件,通過自激式或他激式使開關管工作在飽和、截止(即開、關)狀態,從而在開關變壓器的副繞組上感應出高頻電壓,再經過整流、濾波和穩壓後輸出各種直流電壓。開關三極體和開關變壓器是ATX電源的核心部件,其質量直接影響電源的好壞和使用壽命,尤其是開關三極體,工作在高反壓狀態下,沒有足夠的保護電路,很容易擊穿燒毀。開關管的品質直接決定了電源的穩定性,它也是電源中主要的發熱元件,拆開電源後看到的主散熱片上的兩個晶體管就是開關管。

影響高頻開關變壓器性能的因素包括鐵氧體的效率、磁芯截面積的大小和磁隙的寬度,截面積過小的變壓器容易產生磁飽和而無法輸出較大的功率,各個繞組的匝數直接影響輸出的電壓,通常我們無法具體的掌握這些參數,所以無法准確的判斷變壓器到底能輸出多大的功率,只有通過電子負載機測量才能知道,另外,開關變壓器的輸出端雖然很多,但其中的某些輸出端使用的卻是相同的繞組,比如+3.3VDC和+5VDC就是這樣,所以當+3.3VDC輸出最大電流時+ 5VDC就無法輸出很大的電流了,所以我們不能將電源各個輸出端的功率進行簡單的累加。

除主變壓器外,一般電源內還應有兩個小變壓器,其中一個將開關電路控制信號進行放大以驅動開關管進行工作,同時還可以將開關管工作的高壓區和集成電路工作的低壓區進行物理隔離。另外一個完全是一套獨立的小型開關電源,這就是我們所說的待機電路,其輸出的電壓為電源的主電路供電,同時通過+5V StandBy端輸出到主板來實現喚醒功能。

低壓整流濾波電路:經過高頻開頭變壓器降壓後的脈動電壓同樣要使用二極體和電容進行整流和濾波,只是此時整流時的工作頻率很高,必須使用具有快速恢復功能的肖特基整流二極體,普通的整流二極體難當此任,而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗,否則就無法濾除其中的高頻交流成分,因此選擇的電容不但容量要大,還要有較低的交流電阻才行,此外還能見到1、2個體積碩大的帶磁心的電感線圈,與濾波電容一起濾除高頻的交流成分,保證輸出純凈的直流電。

由於低壓整流端需要輸出很大的電流,所以整流二極體同樣會產生大量的熱量,這些二極體與前面的開關管都需要單獨的散熱片進行散熱,電源中另一個散熱片上所固定的就是這些元件。從這些元件輸出的就是各種不同電壓的輸出電流了。

穩壓和保護電路:穩壓電路通常是從電源輸出端的輸出電壓取樣出部分電壓與標准電壓作比較,比較出的差值經過放大後去驅動開關三極體,調節開關管的占空比,從而達到電壓的穩定。保護電路的作用是通過檢測各端輸出電壓或電流的變化,當輸出端發生短路、過壓、過流、過載、欠壓等到現象時,保護電路動作,切斷開關管的激勵信號,使開關管停振,輸出電壓和電流為零,起到保護作用

6. 開關電源電路及原理是什麼

顧名思義,開關電源就是利用電子開關器件(如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等),通過控制電路,使電子開關器件不停地「接通」和「關斷」,讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調制,從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換,以及輸出電壓可調和自動穩壓。

開關電源一般有三種工作模式:頻率、脈沖寬度固定模式,頻率固定、脈沖寬度可變模式,頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用於DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;後兩種工作模式多用於開關穩壓電源。

另外,開關電源輸出電壓也有三種工作方式:直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣,前一種工作方式多用於DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;後兩種工作方式多用於開關穩壓電源。

根據開關器件在電路中連接的方式,開關電源,大體上可分為:串聯式開關電源、並聯式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。

其中,變壓器式開關電源(後面簡稱變壓器開關電源)還可以進一步分成:推挽式、半橋式、全橋式等多種;根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位,又可以分成:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種;如果從用途上來分,還可以分成更多種類。

工作原理

開關電源的工作過程相當容易理解,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開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態;

在這兩種狀態中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導通時,電壓低,電流大;關斷時,電壓高,電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。

與線性電源相比,PWM開關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於輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現的。

與線性電源的比較

與傳統的線性電源相比,開關電源的優勢在於效率高(此處的效率可以簡單的看作輸入功率與輸出功率之比),加之開關晶體管工作於開關狀態,損耗較小,發熱較低,不需要體積/重量非常大的散熱器,因此體積較小、重量較輕。但開關電源工作時,由於頻率較高,會對電網及周圍設備造成干擾,因此,必須妥善的處理此問題。

線性電源的優勢在於結構相對簡單,可靠性相對較高,電流紋波率可以很容易的做到比較低,維修也較為方便。

實際上,現代的電路中,開關電源電路和線性電源電路在大多數情況下,是組合使用的——使用開關電源進行初步的變換,給紋波、精度要求不高的電路使用;同時,使用低壓差穩壓器(LDO)獲取精密的、低紋波(雜訊)的電壓供諸如運算放大器(OP-AMP),模數轉換器(A/D Converter)使用。

以上內容參考:網路-開關電源

7. 開關電源電路圖分析

+310V電壓經過1R1,1R2,穩壓二極體1D1(防止柵極因電壓過高擊穿)給開關管G12柵極提供電壓,使其導通,G12導通後,變壓器初級大圓56對地導通,+310V給變壓器充電,由於電感對初級電流的阻礙作用,變壓器上的電流從小到大,當電流達到一定程度後,電流檢測電阻1R5上的電壓增大(大於0.7V),使三極體導通,G11導通後,G12柵極對地被短路,G12關斷,變壓器初級所存的電能傳遞給變壓器的兩個次級,用於輸出(124繞組)和光耦,G12柵極的供電(78繞組)。D19,D13,1C5,1C0,1L1這些都是輸出整流濾波部分。1R9給光耦提供導通電壓。1R11,1R12組成采樣電路,通過電阻分壓的方式採集輸出電壓信號,TL431是一個精密基準電壓晶元,當1R11採集電壓大於2.5V時候,TL431KA級導通,光耦初級隨之導通,光耦初級導通後次級也隨之導通,接著G11導通,G12柵極無電壓,G12關斷。1C7,1R8,1D5是一個吸收網路,用於變壓器初級上感生的高壓,防止G12因過壓而發生2次擊穿。這個電源需要注意的是變壓器初級一定要有足夠的電感量,次級最好加一個幾百歐的放電電阻,兩個輸出整流二極體最好也加上RC吸收電路。打字慢,應孝襪該還有很多問題沒說明白,滾慎塌歡迎繼續追問。

8. 小開關電源電路分析,請見圖

大概說----括弧內表示下圖;
1)是變壓器正反饋振盪電路,從L1輸入激勵電流,L2L3獲得感回生電壓輸出,答而L2作為反饋電壓,增強Q2導通與截止過程,振盪頻率主要由C1、R4(C3、R7)控制;
D2、C2、D4(C4、R6、D4、Q1等)構成過載保護電路,正常時,C2(C4)經D2(D3)整流,輸出一個直流負(正)壓,當過載發生時,此電容上的壓降增大,超過某一設置閥值時,會令D4(D4)擊穿導通,從而拉低Q2基極電平而截止;(D2、C2、R3)為吸收電路,吸收因Q2截止時引起L1產生的高電壓,保護Q2。
2)基本就是下圖比上圖多了個吸收電路保護Q2。
3)兩個電路都適合。
4)作為電源都應該濾除高頻毛刺的,你也可以通過實驗來驗證是否對你的電路產生影響。

9. 開關電源電路圖及原理

開關電源電路圖如下:

開關電源原理(穩壓環路原理)

當輸出U0升高,經取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓後,U1③腳電壓升高,當其超過U1②腳基準電壓後U1①腳輸出高電平,使Q1導通,光耦OT1發光二極體發光,光電三極體導通,UC3842①腳電位相應變低,從而改變U1⑥腳輸出占空比減小,U0降低。

當輸出U0降低時,U1③腳電壓降低,當其低過U1②腳基準電壓後U1①腳輸出低電平,Q1不導通,光耦OT1發光二極體不發光,光電三極體不導通,UC3842①腳電位升高,從而改變U1⑥腳輸出占空比增大,U0降低。周而復始,從而使輸出電壓保持穩定。調節VR1可改變輸出電壓值。

反饋環路是影響開關電源穩定性的重要電路。如反饋電阻電容錯、漏、虛焊等,會產生自激振盪,故障現象為:波形異常,空、滿載振盪,輸出電壓不穩定等。

10. 開關電源工作原理

電源→輸入濾波器→全橋整流→直流濾波→開關管(振盪逆變)→開關變壓器→輸出整流與濾波。交流電源輸入經整流濾波成直流
通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上
開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載
輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩定輸出的目的
交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾;
在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;
開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;
一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源.
主要用於工業以及一些家用電器上,如電視機,電腦等
開關電源原理圖分析1、正激電路
電路的工作過程:a>
開關S開通後,變壓器繞組N1兩端的電壓為上正下負,與其耦合的N2繞組兩端的電壓也是上正下負.因此VD1處於通態,VD2為斷態,電感L的電流逐漸增長;
b>
S關斷後,電感L通過VD2續流,VD1關斷.S關斷後變壓器的激磁電流經N3繞組和VD3流回電源,所以S關斷後承受的電壓為
.
c>
變壓器的磁心復位:開關S開通後,變壓器的激磁電流由零開始,隨著時間的增加而線性的增長,直到S關斷.為防止變壓器的激磁電感飽和,必須設法使激磁電流在S關斷後到下一次再開通的一段時間內降回零,這一過程稱為變壓器的磁心復位.正激電路的理想化波形:
變壓器的磁心復位時間為:
Tist=N3*Ton/N1
輸出電壓:輸出濾波電感電流連續的情況下:
Uo/Ui=N2*Ton/N1*T
磁心復位過程:
2、反激電路
反激電路原理圖
反激電路中的變壓器起著儲能元件的作用,可以看作是一對相互耦合的電感.
工作過程:
S開通後,VD處於斷態,N1繞組的電流線性增長,電感儲能增加;
S關斷後,N1繞組的電流被切斷,變壓器中的磁場能量通過N2繞組和VD向輸出端釋放.S關斷後的電壓為:us=Ui+N1*Uo/N2
反激電路的工作模式:
電流連續模式:當S開通時,N2繞組中的電流尚未下降到零.
輸出電壓關系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff
電流斷續模式:S開通前,N2繞組中的電流已經下降到零.
輸出電壓高於上式的計算值,並隨負載減小而升高,在負載為零的極限情況下,
,因此反激電路不應工作於負載開路狀態.
反激電路的理想化波形

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