新一代开关电源芯片SG3525工作原理剖析

新一代开关电源芯片SG3525工作原理剖析
新一代开关电源芯片SG3525工作原理剖析

收稿日期:2006—08—10

作者简介:王春会(1974-),女,辽宁朝阳市人,讲师,主要从事电子工程教学研究.

【学术研究】

新一代开关电源芯片SG 3525工作原理剖析

王春会

(朝阳师专,辽宁朝阳122000)

摘 要:SG 3524已广泛用于开关电源及逆变电源中,SG 3525作为它的替代升级产品,增加了欠压锁定、软启动、PW M 锁存器及图腾柱式输出等电路.针对SG 3525内部电路构成、工作原理及应用技巧做出详尽分析.

关键词:SG 3525;PW M;图腾;锁存

中图分类号:T M133 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2009)04-0023-03

相对于线性电源,开关电源具有效率高、体积小等诸多优点,被广泛应用于电子产品中,其使用的芯片直接影响着开关电源的性能.SG 3524是前阶段在开关电源中应用较多的芯片之一,实验证明该芯片仍存在一定的缺点.SG 3525作为它的替代升级产品,在原基础上,为提高电路的稳定性和方便性,增加了许多新功能.了解SG 3525的内部结构和工作原理可以使电源电路的设计更加灵活,设计出的电源性能会更加稳定.

1 芯片引脚及框图

SG 3525是定频PW M (脉冲宽度调制)芯片,采用16引脚封装,引脚功能如图1所示[1],内部构成框图

如图2所示[1]

.

2 电路工作原理

211 电路的启动

接通电源后,只要输入电压高于2V ,内部欠压锁定电路即开始工作,低于8V 时,该电路即输出

“1”,一方面使U 1、U 2两个或非门输出的“1”,使T ′1和T ′2导通,而输出的“0”则使T ′1、T ′2截止,

SG 3525 λ?、 λψ无输出.同时还加于内部三极管T 0的b 极,使其饱和导通,PW M 比较器反相端变为低电平,

第11卷第4期2009年12月 辽宁师专学报Journal of Liaoning T eachers College V ol 111N o 14Dec 12009

A 1输出“1”,使RS 触发器置“1”,与上相同,使 λ? λψ无输出.当输入电压大于8V 时,欠压锁定电路输

出低电平,与上相反,使电路有可以输出,同时基准稳压电路开始工作,为内部所有电路提供511V 工作电压,同时该电压还经过恒流源对⑧外接软启动电容充电,充电到一定幅度时,完成软启动(在此之前

A 1输出“1”,使RS 触发器置“1”, λ? λψ无输出),电路开始工作[2].

212 自激振荡电路

电路输出后,SG 3525⑤⑥⑦外接元件与内部电路构成的振荡器即开始工作,振荡电路如图3(见23页),C T 为定时电容,R T 、R D 为定时电阻,其中,R T 决定C T 的充电时间,而R D 则决定C T 的放电时间,即R T 决定振荡器产生的锯齿波的上升时间,而R D 则决定锯齿波的下降时间.振荡器输出的方波脉冲对应于锯齿波的下降时间,故R D 同时决定该方波的宽度,其振荡频率为

[2]:f =1

C T (0167R T +113R

D )

振荡器输出的锯齿波送至PW M 比较器A 1,而输出的方波则一方面送至PW M 锁存器,同时由④输出,作为其他芯片的同步信号,另外振荡器可由③送来的脉冲信号控制,便于多个芯片同步使用.

213 PW M

锁存与输出

振荡器输出的方波脉冲如图4中(c )所示[3],当高电平到来时,一方

面经T 触发器转变成两个相位相反的方波脉冲,如图4中(d )、

(e ).同时此高电平还分别送至U 1、U 2二个或非门使之无输出,另外还使RS 触

发器置“0”,使之对或非门无影响.当振荡器输出低电平时,RS 触发器

进入保持状态,即输出“0”,此时T 触发器Q 输出的“0”送至或非门

U 1,此时U 1的四个输入端均为0,故输出的“1”使T 1饱和导通,而

T ′1则截止, λ?输出高电平.而U 2则因T 触发器输出的“1”而维持T ′2

截止,T ′2饱和, λ

ψ无输出.此时振荡器输出的锯齿波送至A 1同相端与A 点电压比较,当高于此电压时,A 1输出“1”,如图4(a )所示,使RS

触发器置“1”,该输出信号又使U 1输出信号反相,T 1截止而T ′1则饱

和, λ?恢复无输出.当振荡器输出的下一个脉冲到来时,一方面使T 触

发器翻转,即U 2可以输出,而U 1则禁止输出,同时又使RS 触发器置

“0”,使之对U 1、U 2输出无影响,当低电平到来时,经U 2控制,T 2饱

和、T 1截止, λψ输出高电平.同样当锯齿波的高度高于A 点电压

时,A 1又输出高电平,使RS 触发器置“1”,又使 λψ输出低电平,输出波形如图4中(f )、(g )所示.由

此可知,在一个信号周期内,U 1、U 2只允许一个有输出,另一个则被锁定,即 λ? λψ在一个周期内只有一

个可以输出高电平,完成锁定功能,同时可知 λ? λψ输出高电平时间取决于振荡器输出方波脉冲的下降沿到

来时间,而输出低电平时间则取决于A 1输出高电平时间,即取决于A 点电压.

SG 3525输出采用图腾柱式输出结构,一方面可以向负载提供较大的驱动电流,同时可为负载提供放

电回路,可直接驱动MOS 管而免去外接放电回路,使电路更加可靠[2].

214 脉冲宽度调节

由于 λ? λψ输出低电平时间取决于A 点电压,而A 点电压又取决于误差放大器输出电压,故人为改变

SG 3525①或②电位,即可改变A 点电压,A 点电压变低时,A 1提前输出“1”,使 λ?或 λψ输出脉冲宽度变

窄,而A 点电压上升时则与上相反,完成对输出脉宽的控制.由图可知,①电位与输出脉冲宽度成反比,而②电位则与输出脉冲宽度成正比.在开关稳压电源设计中,反馈电压可加于①或②.

3 使用技巧

在实际电路设计中可使用不同技巧,使电路设计更合理、简化.

(1)⑧为软启动端,电路设计中可外接电容到地,使刚接通电源时输出脉宽从最小逐渐增大至设计值.(2)⑩为关闭控制端,可作为使能端使用,由于电路内部无过流检测,故此端可用于过流保护或其他

控制[4].

(3)⑨为补偿端,使用中可外接补偿元件,以克服高频干扰,另外可根据要求接①使误差放大变成跟24 辽宁师专学报2009年第4期

随器使用.

(4)多个SG 3525并联使用时,可将第一块的④接下一块的③,以此类推,完成多块的同步使用以克

服相互间的干扰[5].

与SG 3524相比较,SG 3525增加了许多功能,使电路更稳定、更方便使用,只要熟悉其内部电路及工作过程,即可设计出性能参数更加优异的开关电源.

参考文献:

[1]倪海东,蒋玉萍.高频开关电源集成控制器[M].北京:机械工业出版社,2005.11-15.

[2]戴晓明,李振国.新型高压开关电源的研制[J ].原子能科学技术,2004,(2):17-20.[3]魏海明,扬兴瑶.实用电子电路500例[M].北京:化学工业出版社,2004.35-40.

[4]沙占友.特种集成电源最新应用技术[M].北京:人民邮电出版社,2000.42-44.

[5]杨华.智能电子测试系统应用研究[J ].中南大学学报,2004,(3):23-26.

(审稿人 胡 坤,责任编辑 王 巍)

(上接18页)

重,真诚的责任心和爱心使学生亲近,机智的幽默诙谐使学生愉悦,这样学生会在轻松的氛围下主动求知,从而激发学生的学习热情.

4 将知识变抽象为具体,化解学生的学习障碍

高等代数难学的原因在于其内容本身的抽象性及与中学教学内容衔接的跳跃性,加上学生刚刚走出中学校门,他们的学习习惯、思维方式还是中学期间所固有的方式,面对高等代数内容高度的抽象性,由于学生的学习方法、思维方式很难迅速改变,因而很难适应.教师应想方设法帮助学生尽快跨越这一障碍,增强学生学好高等代数的信心.教师在教学过程中应根据学生的认知特点,遵从循序渐进的原则,利用学生已有的知识和生活经验,从学生感兴趣的问题入手,运用通俗化的语言,将知识的讲解一步步由具体自然过渡到抽象,这样学生就会在教师的引导下自然而然地接受新的知识.例如:在引入线性相关与线性无关的概念时,可以从判断线性方程组的真正个数入手,如果方程组中的某个方程是其余方程的线性组合,那么这个方程就是多余的方程,而此方程组所对应的向量组就是线性相关的,接下来可以幽默地把删去多余的方程的操作叫做“打假”,将“打假进行到底”,也就是不能再删了,此时剩下来的这些方程所对应的向量组就是线性无关的,其个数就是这个方程组的真正个数,并有一个很优雅的名字叫做“秩”,这样,线性相关与线性无关和

“秩”这些平日里让学生觉得最抽象的概念,就在轻松愉快的气氛中自然而然地被大家理解、接受了[2].

5 引导学生体会数学美,提高学生的审美情趣

数学是抽象的,数学也是美的,数学美主要表现为内在美、逻辑美、理智美.数学美是隐蔽的美,深邃的美,数学美丝毫不亚于自然美、艺术美,只不过这种美不被常人所理解罢了.教学中教师除了要注重知识的传授之外,还要在恰当的时候加以引导,让学生体会到在看似枯燥抽象的概念、定理、公式的背后其实隐藏着许多数学家非凡的智慧和辛勤的劳动,而这种过程就像大浪淘沙一样,最后淘出来的就是最美的“金子”.而符号、公式及定理等所包含的数学思想,每提升一个高度就会有不同层次的美展现出来,抽象度越高,其结构也就越美,指导范围也越大.高等代数的高度抽象性实际上也是代数美的集中体现.作为教师应善于发现和体会这种美,并能够以美的形式展示传授给学生,使学生不再害怕高等代数的抽象

性,而是用欣赏的方式去学习它、领悟它,并对高等代数产生浓厚的兴趣,体会其真正的魅力[3].

孔子曾说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者.”作为一名数学教师,在教学中应不断地充实和丰富自己的教学水平,不失时机地以多种形式培养学生的学习兴趣,变消极、被动的“要我学”为积极、主动的“我要学”,以收到事半功倍的效果.

参考文献:

[1]王勇.提高学生学习高等代数效率的一些举措[J ].广西民族大学学报(自然科学版),2008,14(3):102-105.

[2]李尚志.从问题出发引入线性代数概念[J ].高等数学研究,2006,9(5):6-9.

[3]王新社.揭示高等代数的内在美激发学生的学习兴趣[J ].周口师专学报,1994,11(4):14-15.

(审稿人 张跃辉,责任编辑 朱成杰)

王春会新一代开关电源芯片SG 3525工作原理剖析25 

开关电源入门必读:开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读:开关电源工作原理超详细解析 第1页:前言:PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Sw itching Mode P ow er Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(sw itching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”) 配图1:标准的线性电源设计图

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 事实上,终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案:闭回路系统(closed loop system)——负责控制开关管的电路,从电源的输出获得反馈信号,然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器(这个方法称作PW M,Pulse W idth Modulation,脉冲宽度调制)。所以说,开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整,从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量,而且降低发热量。 反观线性电源,它的设计理念就是功率至上,即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下,结果产生高很多的热量。 第2页:看图说话:图解开关电源 下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction,功率因素校正)电路的廉价电源,图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。 图3:没有PFC电路的电源 图4:有PFC电路的电源 通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处:一个具备主动式PFC电路而另一个不具备,前者没有110/220V转换器,而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。

DCDC开关电源管理芯片的设计

DC-DC开关电源管理芯片的设计 引言 电源是一切电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而开关电源更为如此,越来越受到人们的重视。目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化,其功耗都比较大,要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。 目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。具有各种控制功能的专用芯片,近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高,给应用带来极大方便。 从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中,由于输入电压或输出端负载可能出现波动, 应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内,需要复杂的控制技术,于是各种PWM空制结构的研究就成为研究的热点。在这样的前提下,设计开发开关电源DC-DC控制芯片,无论是从经济,还是科学研究上都是是很有价值的。 1.开关电源控制电路原理分析 DC- DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换,把某一等级直流输入电压变换成 另一等级直流输出电压。在给定直流输入电压下,通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换,并通过调整导通区间 长度来控制平均输出电压,这种方法也称为脉宽调制[PWM法。 PWM从控制方式上可以分为两类,即电压型控制(voltage mode con trol )和电流型 控制(current modecontrol )。电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较,产生控制用的PW信号。从控制理论的角度来讲,电压型控制方式是一种单环控制系统。电压控制型变换器是一个—阶系统,它有两个状态变量:输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件稳定系统,只有对控制电路进行精心的设计和计算后,在满足一定的条件下,闭环系统方能稳定的工作。图即为电压型控制的原理框图。 1

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图开关电源原理与维修开关电源原理图 电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,功耗小,转化率高,且体积和重量只有线性电源的20%—30%,故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修,本着从易到难的原则,基本上都是先从电源入手,在确定其电源正常后,再进行其他部位的检修,且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理,熟悉其维修技巧和常见故障,有利于缩短电子设备故障维修时间,提高个人设备维护技能。 二(开关电源的组成 开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成,见图1。 1( 主电路 冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。 整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。 输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。 2( 控制电路 一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。 3( 检测电路 提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。 4( 辅助电源

实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。 开关电源原理图 三(开关电源的工作原理 开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量,当开关S断开时,电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量,使负载得到连续而稳定的能量。 VO=TON/T*Vi VO 为负载两端的电压平均值 TON 为开关每次接通的时间 T 为开关通断的工作周期

电源管理芯片工作原理和应用

电源管理芯片工作原理和应用 本文主要是关于电源管理芯片的相关介绍,并着重对电源管理芯片进行了详尽的阐述。 电源管理芯片电源管理芯片(Power Management Integrated Circuits),是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。主要负责识别CPU供电幅值,产生相应的短矩波,推动后级电路进行功率输出。常用电源管理芯片有HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。 基本类型 主要电源管理芯片有的是双列直插芯片,而有的是表面贴装式封装,其中HIP630x系列芯片是比较经典的电源管理芯片,由著名芯片设计公司Intersil设计。它支持两/三/四相供电,支持VRM9.0规范,电压输出范围是1.1V-1.85V,能为0.025V的间隔调整输出,开关频率高达80KHz,具有电源大、纹波小、内阻小等特点,能精密调整CPU供电电压。 应用范围 电源管理芯片的应用范围十分广泛,发展电源管理芯片对于提高整机性能具有重要意义,对电源管理芯片的选择与系统的需求直接相关,而数字电源管理芯片的发展还需跨越成本难关。 当今世界,人们的生活已是片刻也离不开电子设备。电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其它电能管理的职责。电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的,其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响。 提高性能 所有电子设备都有电源,但是不同的系统对电源的要求不同。为了发挥电子系统的最佳性能,需要选择最适合的电源管理方式。 首先,电子设备的核心是半导体芯片。而为了提高电路的密度,芯片的特征尺寸始终朝着减小的趋势发展,电场强度随距离的减小而线性增加,如果电源电压还是原来的5V,产生的电场强度足以把芯片击穿。所以,这样,电子系统对电源电压的要求就发生了变化,

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析 个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC 交流电转化为脉动电压(配图1和2中的―3‖);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的―4‖);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC 直流电输出了(配图1和2中的―5‖) 配图1:标准的线性电源设计图

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60 KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的―开关电源‖其实是―高频开关电源‖的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

专用开关电源芯片组成的开关电源实用原理分析

简单实用:用VIPer22A芯片制作开关电源 VIPer开关电源具有效率高的特性,电源电路比较整洁简单,能输出10W的功率。 1. VIPer开关电源的基本工作原理 VIPer开关电源的结构框图如图1。 图一VIPer22A组成的开关电源拓扑结构 由对输出电压“取样”,并对基准源进行“比较”后控制“调整管”或“开关管”,此时开关电源的“开关管”相当于一个开关,开通时间由比较结果而定;当开关电源输出的电压太低时,通过“比较放大”控制“开关时间控制电路”使“开关管”开通时间变长,从而使输出的电压提升。 开关电源的核心部分是“开关管”和“变换器”组成的开关式直流-直流变换器。它把直流电压Ui(一般由输入市电经整流、滤波后获得)经开关管后变为有一定占空比的脉冲电压Ua,然后经整流滤波后得到输出的电压Uo。 2. VIPer22A开关电源电路实物 图2所示是VIPer22A开关电源电路的实物图。图中右上角输入220V交流市电,先经电源滤波电路后用右下角的二极管进行整流,再经大电容滤波后输出直流。由于是对220V交流信号进行整流滤波,所以二极管的耐压值要高,而电容的容量也要大,所以实物图中右下角的电容体积很大。整流滤波后得到的直流信号再经右边居中的开关电源IC转换成高频的交流信号,再经变压器耦合输出各路低电压的交流信号。由于变压器是工作在高频状态,所以其体积较小。耦合输出的各组交流信号经左边的二极管整流、电容滤波和三极管稳压或三端稳压电源稳压后输出各部分电路工作所需的直流电压。此电路由于采用了变压器并联耦合,而且比较放大电路反馈回脉冲调宽电路是利用光耦器件,即用光信号来传递信息,输入端与输出之间实现绝缘,是冷底盘机,其防触电的警告标志仅在电路板的右边。光耦跨接在有警告标志和无警告标志部分,起到传递信号而又能隔离前后级地线的作用。这种机型在维修主电路板时,由于主电路板与大地不相连,通常比较安全。但在测量后级电压时,不能使用前级的地线,否则所测电压将全部为0V。

电源芯片viper22a的工作原理参考word

viper22a工作原理 开关电源具有效率高的特性,而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多,电源电路比较整洁,整机重量也有所下降,所以,现在的DVD机大都使用开关电源。电源电路正常是DVD机正常工作的基本保障。 1.开关电源的基本工作原理 开关电源的结构框图如图1。由对输出电压“取样”,并对基准源进行“比较”后控制“调整管”或“开关管”,此时开关电源的“开关管”相当于一个开关,开通时间由比较结果而定;当开关电源输出的电压太低时,通过“比较放大”控制“开关时间控制电路”使“开关管”开通时间变长,从而使输出的电压提升。 开关电源的核心部分是“开关管”和“变换器”组成的开关式直流-直流变换器。它把直流电压Ui(一般由输入市电经整流、滤波后获得)经开关管后变为有一定占空比的脉冲电压Ua,然后经整流滤波后得到输出的电压Uo。

图2所示是电源电路的实物图。图中右上角输入220V交流市电,先经电源滤波电路后用右下角的二极管进行整流,再经大电容滤波后输出直流。由于是对220V 交流信号进行整流滤波,所以二极管的耐压值要高,而电容的容量也要大,所以实物图中右下角的电容体积很大。整流滤波后得到的直流信号再经右边居中的开关电源IC转换成高频的交流信号,再经变压器耦合输出各路低电压的交流信号。由于变压器是工作在高频状态,所以其体积较小。耦合输出的各组交流信号经左边的二极管整流、电容滤波和三极管稳压或三端稳压电源稳压后输出各部分电路工作所需的直流电压。此电路由于采用了变压器并联耦合,而且比较放大电路反馈回脉冲调宽电路是利用光耦器件,即用光信号来传递信息,输入端与输出之间实现绝缘,是冷底盘机,其防触电的警告标志仅在电路板的右边。光耦跨接在有警告标志和无警告标志部分,起到传递信号而又能隔离前后级地线的作用。这种机型在维修主电路板时,由于主电路板与大地不相连,通常比较安全。但在测量后级电压时,不能使用前级的地线,否则所测电压将全部为0V。

正激式变压器开关电源工作原理

正激式变压器开关电源工作原理 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性,相对来说比较好,因此,工作比较稳定,输出电压不容易产生抖动,在一些对输出电压参数要求比较高的场合,经常使用。 1-6-1.正激式变压器开关电源工作原理 所谓正激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时,变压器的次级线圈正好有功率输出。 图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图,图1-17中Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是控制开关,L是储能滤波电感,C是储能滤波电容,D2是续流二极管,D3是削反峰二极管,R 是负载电阻。 在图1-17中,需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反,图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。 我们从(1-76)和(1-77)两式可知,改变控制开关K的占空比D,只能改变输出电压(图1-16-b中正半周)的平均值Ua ,而输出电压的幅值Up不变。因此,正激式变压器开关电源用于稳压电源,只能采用电压平均值输出方式。 图1-17中,储能滤波电感L和储能滤波电容C,还有续流二极管D2,就是电压平均值输出滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同,这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理,请参看“1-2.串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。 正激式变压器开关电源有一个最大的缺点,就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势,这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此,在图1-17中,为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件,在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组,以及增加了一个削反峰二极管D3。 反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的,一方面,反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅,并把限幅能量返回给电源,对电源进行充

开关电源工作原理详细分析(1)

PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常 会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模 式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。线 性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫 正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需 要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC 直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”) 配图1:标准的线性电源设计图

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、 PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比: 也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线 性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60 KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理 一、 开关电源的电路组成: PWM

①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、 F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂 波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小,输出的交流纹波将增大。

① 输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。 三、 功率变换电路: 1、 MOS 管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET (MOS 管),是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以52、 常见的原理图: 3、工作原理: R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS 管并接,使开关管电压应力减少,EMI 减少,不发生二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V 时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断 。

3844电源的原理及维修

变频器开关电源的原理及维修 维修部杨海涛 电源是每一个电路的重要组成部分,担负着为电路提供能量的重要作用,它是设备能够正常运行的重要保障。电源的种类很多,开关电源由于体积小、重量轻、效率高、动态稳压效果好,因此被广泛应用到了各种电子设备中。下面就以UC3844开关电源芯片为例讲述一下开关电源的基本原理和在变频电路中的作用。右图a-1所示为开关电源PWM波形调制芯片。该图为8脚双列直插封装。 7脚是芯片的电源输入端,该端在内部集成了稳压器和最低门限电压控制器,所以该芯片不用在外围设置稳压电路,只要接一只降压电阻即可。最低门限值为10V,当7脚输入电压低于10V,该芯片将禁止输出,处于保护状态。正常工作时该端电压约为12V—16V之间。 4脚是内部压控振荡器的定时端,通过接上合适的RC网络,使输出的PWM波控制在20KHZ—100KHZ之间。 a—1 2脚、3脚是输出取样反馈端,用于检测开关电源的输出,以便进行PWM调制控制,从而达到稳压的目的。在变频器系统中,开关电源需要输出:一组5V/DC、一组±12V/DC、四组20V/DC等多组电压。其中 5V/DC 主要用作主板及控制板的供电,±12V/DC用作霍尔检测器件的供电,四组20V/DC用作IGBT 的触发供电。变频器的型号及品牌不同,其开关电源的电压值也不尽相同,但基本构架是一样的,在此仅以下图为例讲一讲开关电源的工作原理。 a—2 如图a—2所示:电源经D1—D4、C1、C2整流滤波之后,通过降压电阻R3到了UC3844的7脚电源正端,为其供电,UC3844通过检测当7脚电压大于10V时,控制内部压控振荡器开始工作,通过R8、C5将PWM的频率控制在要求范围之内。此时6脚输出PWM信号去控制开关管Q1的通断,R10是开关管的电流检测电阻,通过检测R10的电压值来实时调整PWM的脉冲宽度,从而达到自动稳压的目的。在图中变压器的副绕组通过D6、C7、C8整流滤波之后到了UC3844的7脚,增强了UC3844的驱动能力。C9、R11、D5是开关管的滤波吸收网络,目的在于吸收变压器的反向脉冲,保护开关管。AC-1——AC-4是开关变压器的次级输出绕组,通过D7、D8、D9、D10、C10、C11---C17进行整流滤波后输出对后级电路进行供电。了解了开关电源的原理之后,让我们来看看如果开关电源出现问题应该怎样进行维修。开关电源的几个维修步骤如下: 1、检测整流电路D1—D4是否击穿或断路,滤波电路的电容是否损坏,平衡电阻R1、R2是否正常,降压电阻R3是否烧断或阻值增大失效(断电情况下测试)。 2、检测开关管b-e结、c-e结是否有击穿短路现象、测量开关变压器各个绕组是否有短路现象,以确定开关管、及开关变压器的好坏(断电情况下测试)。 3、检测次级输出绕组的整流滤波元件,重点察看滤波电容是否鼓包或损坏,以排除次级电路短路的可能。 4、检测吸收回路D5、R11、C9是否正常(断电情况下测试)。 5、在确定上述元件正常的情况下,我们可以把开关电源板从变频器上取下单独对其进行加电试验。用调压器缓缓地调至开关电源的额定电压值,此时应能听到变压器起振时的吱吱声,如没有听到起振的声音,用万用表检测UC3844的电源正、负级之间是否有12V—16V左右的直流电压。 6、在确定UC3844的供电端电压正常后,可用示波器察看一下UC3844的6脚是否有PWM波输出到开关管的触发端(根据电路设计的不同,PWM波的频率一般在20KHZ—100KHZ之间)。 7、如果没有PWM波输出,则更换定时元件C5、R 8、C6或UC3844。经过上述几个步骤的排除,开关电源应该可以正常工作了。在变频器中,开关电源的种类很多,但基本原理都是一样的,比如说每个PWM管理芯片都有供电端、定时元件RC网络、输出PWM波的端口等,只要我们了解了它们的工作原理,按照一定的方法步骤都能够把故障排除掉。下面就把实际维修中遇到的问题和解决办法列举出来,供大家参考一下。案例1:台达变频器(故障现象:上电无显示)经检测发现电源主回路、充电电阻、主回路接触器都正常,因此确定为开关电源板故障。按照上述维修步骤对开关电源板进行测量。在进行第一步测量时,发现直流母线560V到PWM调制芯片之间的的330KΩ/2W的降压电阻损坏,标称330KΩ/2W的电阻,实际测量值达2MΩ以上,因此PWM调制芯片得不到启动的电源,所以无法起振工作。为谨慎起见又检测了开关管、变压器、整流二极管及滤波电容等关键器件,在确定没问题之后上电试验,OK!开关电源起振,输出各组电压正常,装回变频器后开机试验正常,此变频器修复完毕(注:维修人员在维修中,一定要养成习惯:发现坏元件后不要急于更换试机,一定要

开关电源工作原理解析

开关电源工作原理解析 个人PC所采用的电源都是基于一种名为研关模式旧勺技术,所以我们经常会将个 人PC电源称之为------ 开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一 个绰号一一DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ?线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching )。线性 电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V ,而且 经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的一3)11 ;下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的一4)11 ; 此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低 压DC直流电输出了(配图1和2中的一5)11

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、 PlayStati on/Wii/Xbox 等游戏 主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和 AC 市电的频率成反比:也 即说如果输入市电的频率越低时, 线性电源就需要越大的电容和变压器, 反之亦然。由于当 前一直采用的是 60Hz (有些国家是50Hz )频率的AC 市电,这是一个相对较低的频率,所 以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外, AC 市电的浪涌越大,线性电源的变 压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC 领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动, 因 为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人 PC 用户并不适合用线性电源。 ?开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言, AC 输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是 50-60 KHz )。随着输入电源的升 高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。 这种高频开关电源正是我 们的个人PC 以及像VCR 录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的 子 关电源I 其实是—高频开关电源I 的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

开关电源工作原理

开关电源工作原理 目前常见的电源在主要有两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。 一、线性电源 线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。 工作过程:先将220 V市电通过变压器转为低压交流电,比如说12V,然后再通过一系列的二极管或整流桥堆进行整流,将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);再通过电容对脉动电压进行滤波,经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),要想得到高精度的稳定的直流电压,还需要稳压二极管或者电压反馈电路调整输出电压。最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2 中的“5”)。 配图1:标准的线性电源设计图 配图2:线性电源的波形

线性电源的优点:纹波小,调整率好,对外干扰小。适合用于模拟电路,各类放大器等低功耗设备。 线性电源的缺点:体积大,笨重,效率低、发热量也大。需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 二、开关电源 开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源的工作原理,简单的说是将交流电先整流成直流电,再将直流逆变成交流电,再整流输出成所需要的直流电压。 ①交流电源经整流滤波成直流; ②通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管进行高速的导通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给开关变压器进行变压; ③开关变压器次级感应出高频交流电压,经整流滤波变成直流电供给负载; ④输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。 开关电源的主要优点:体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压围宽、模块化。 开关电源的主要缺点: 由于逆变电路中会产生高频电压,对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地。

(完整word版)开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析 第1页:前言:PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC 直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依

然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”)配图1:标准的线性电源设计图 配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理 一、开关电源的电路组成: 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值 降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及 杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是 负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小,输出的交流纹波将增大。

时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增 大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。 三、功率变换电路: 1、MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图: 3、工作原理: R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力减少,EMI减少,不发生二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络,电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小,易引起振荡,电磁干扰也会很大;R1过大,会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下,从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波,当其占空比越大时,Q1导通时间越长,变压器所储存的能量

开关电源工作原理及维修技巧

开关电源工作原理及维 修技巧 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

一、开关电源的工作原理 开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量,当开关S断开时,电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量,使负载得到连续而稳定的能量。 开关电源原理图 VO=TON/T*ViVO为负载两端的电压平均值TON为开关每次接通的时间T为开关通断的工作周期由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,VO间电压平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON 和T的比例便使输出电压VO维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(TimeRationControl,缩写为TRC)。按TRC控制原理,有三种方式: 1、脉冲宽度调制(PulseWithModulation,缩写为PWM)开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。 2、脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation,缩写为PFM)导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。 3、混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。 二、开关电源的维修技巧和常见故障 1、维修技巧 开关电源的维修可分为两步进行:断电情况下,“看、闻、问、量”看:打开电源的外壳,检查保险丝是否熔断,再观察电源的内部情况,如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂,则应重点检查此处元件及相关电路元件。 闻:闻一下电源内部是否有糊味,检查是否有烧焦的元器件。 问:问一下电源损坏的经过,是否对电源进行违规操作。 量:没通电前,用万用表量一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障,则大多数情况下,高压滤波电容两端的电压未泄放悼,此电压有300多伏,需小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况,电阻值不应过低,否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。脱开负载,分别测量各组输出端的对地电阻,正常时,表针应有电容器充放电摆动,最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。加电检测通电后观察电源是否有烧保险及个别元件冒烟等现象,若有要及时切断供电进行检修。测量高压滤波电容两端有无300伏输出,若无应重点查整流二极管、滤波电容等。测量高频变压器次级线圈有无输出,若无应重点查开关管是否损坏,是否起振,保护电路是否动作等,若有则应重点检查各输出侧的整流二极管、滤波电容、三通稳压管等。如果电源启动一下就停止,则该电源处于保护状态下,可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压,如果电压超出规定值,则说明电源处于保护状态下,应重点检查产生保护的原因。 2、常见故障 保险丝熔断一般情况下,保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流的状态下,电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。重点应检查电源输入端的整流二极管,高压滤波电解电容,逆变功率开关管等,检查一下这此元器件有无击穿、开路、损坏等。如

开关电源工作原理

开关电源 开关电源的工作原理 (以LQ-1600K3电源为例) +5V +35V cpu 20 AC 输入 sw 1. 滤波电路 交流输入经滤波电路整形进入全桥整流。滤波电路减小了外部噪声和打印机内部所产生的噪声。滤波器中使用的线圈和电容的作用是抑制交流电中的毛刺脉冲,使噪声干扰降低到最小从而得到一个较平滑的正弦波。C3、C4电容接于地是为了防止电源中窜入高脉冲损坏电路。 经全桥整流和电容滤波形成300多伏的准直流电压。 开关电路 开关电路使用环形阻塞转换器式交流输入开关电源电路。具有元件少,变压器小的特点,场效应管Q1既是开关管又是振荡管,振荡周期由电阻R11和C13的充放电时间常数所决定。电路的工作过程是导通饱和→截止→导通饱和,周而复始地进行下去。其工作过程如下: a. 导通饱和阶段 全波整流整形电路整形电路 +5V调整电路 +5V稳压控制电路 +5V过压保护电路 光电耦器 +35V过载检测电路 +35V稳压控制电路 +35V过压保护电路 +5V过压保护电路 +35V过流保护电路 开关电路 滤波电路 光电耦合器

电源接通,交流220V经过滤波、整流、平滑输出直流电压300V,由启动电阻R10、R31接至振荡管Q1的栅极上,产生栅压Vgs,在Q1的漏极上产生漏极电流Id,从小到大。在变压器T1上线圈T15—12内产生一个力图阻止Id增大的自感电动势,极性为上正下负,同时在T10—9中感应出一个感应电动势其极性也为上正下负,由于C13两端电压不能突变,因此T10—9线圈中产生的感应电势不能立即充电,通过R11、C13加至Q1的栅极,使栅极电位提高,Q1漏极电流更加增大,又通过T10—9使Q1栅极电位更加提高,从而使漏极电流增大更快,这种连锁的正反馈使Q1进入饱和状态。 b. 从饱和到截止阶段 由于Q1导通饱和后,T10—9感应电动势通过R11、R19向C13充电,充电方向从T10—9的10端经R11、C13、R19,于是C13被充电,电压为右正左负,随着充电的进行,C13右端电位逐渐升高,左端电位随着降低,经过一段时间,当C13左端电位低到一定数值时,Q1的栅压开始减小,漏极电流Id也随之减小,由于线圈有抵制电流变化的特性,T15—12线圈中就产生一个力图阻止漏极电流减小的自感电动势,它的极性和刚才的相反,是上负下正,并且在线圈T10—9中感应出一个上负下正的感应电动势,它的负端通过R11、C13加到Q1的栅极,使栅极电压更负,从而使漏极电流Id更小,这种正反馈的作用,使Q1很快脱离饱和转入截止状态,即所谓截止阶段。 Q1关断时,产生一个浪涌电流经线圈T15—12使线圈T15—12中产生一个上正下负的感应电动势,并且在线圈T11—9中也感应出一个上正下负的感应电动势,然而Q3的发射极电压超过了基极电压,而Q3的基极电压是由IC1(TL431)稳压的,所以Q3导通,便使Q2也导通,并且短路Q1的栅极,维持接地,保持Q1可靠的截止,直至浪涌电压经地线耗尽为止。 c. 从截止到导通饱和阶段 Q1截止后,C13停止充电,并通过R11→T10—9→D2→C13放电,C13两端电位发生了变化,C13右边电位降低,左边电位相对提高,于是通过C13左边连接到Q1栅极的电位也随之提高,当栅极的电位升高到一定数值时,就重新产生漏极电流,如上述由于正反馈的作用使Q1很快从截止状态进入导通饱和阶段。 所以振荡电路从导通饱和——截止——导通饱和周而复始地循环 +35V整形电路 包括T3—5、T4—6、D51、C51、C52等。 4. +35V稳压控制电路 正常工作状态下,稳压控制电路使输出电压稳定在35±6%之间。如果因某种原因引起输出电压高于35V+6%,而稳压二级管ZD51、ZD81~ZD85两端电压保持不变;或因稳压二级管ZD51、ZD81~ZD85两端电压低于时,流经DZ51-DZ85-D81-R57的电流会增大,使得PC1的1—2腿上的电流加大并使7-8腿导通,以至于使Q3发射极电位提高导至Q3、Q2导通,使Q1截止;相反若输出低于35V-6%时,PC1、Q2截止,Q1处于正常导通状态,输出继续增大,直到恢复35V±6%。

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