开关电源的基本工作原理
开关电源工作原理

开关电源工作原理开关电源是一种常见的电源供应装置,其工作原理是将输入电压通过开关器件进行高频开关,经过变压、整流、滤波等电路处理后,得到稳定的输出电压。
开关电源具有高效率、小体积、重量轻等优点,广泛应用于各种电子设备中。
一、开关电源的基本构成开关电源由输入端、输出端和控制电路组成。
1. 输入端:输入端主要包括输入电源和输入电路。
输入电源为交流电源,输入电路包括输入滤波电路和整流电路。
其中,输入滤波电路用于滤除输入电源中的杂波和干扰,保证输入电源的稳定性;整流电路将交流电源转换为直流电源。
2. 输出端:输出端主要包括输出电路和输出滤波电路。
输出电路通过开关器件进行高频开关,将整流后的直流电源转换为高频脉冲信号,经过输出滤波电路后得到稳定的直流输出电压。
3. 控制电路:控制电路主要包括开关控制电路和保护电路。
开关控制电路用于控制开关器件的开关频率和占空比,保证输出电压的稳定性和精度;保护电路用于监测输入输出电流电压,当超过设定值时进行过载保护。
二、开关电源的工作原理开关电源的工作原理可分为两个过程:变频过程和整流滤波过程。
1. 变频过程:变频过程即将输入电压通过开关器件进行高频开关,形成高频脉冲信号。
开关器件通常采用开关管或晶闸管进行控制,高频开关频率通常在几十kHz至几MHz之间。
当开关器件导通时,输入电源的能量通过开关管传导至输出端,形成电流;当开关器件断开时,输出端的电感储能元件将电能通过二极管进行放电,形成负电流。
通过不断的开关导通-断开操作,输入电压的能量被转换为高频脉冲信号。
2. 整流滤波过程:经过变频过程的高频脉冲信号需要通过变压、整流和滤波电路进行进一步处理。
首先,高频脉冲信号经过变压电路进行降压变换,得到适合输出电压的信号。
然后,经过整流电路将高频信号转换为直流信号,通过二极管进行单向导通。
最后,通过滤波电路对直流信号进行滤波,去除残余脉动和高频噪声,得到稳定的输出电压。
三、开关电源的工作模式开关电源的工作模式主要有两种:连续导通模式和断续导通模式。
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开关电源(Switching Power Supply)是一种先将输入交流电转换为直流电,再通过变换器和开关元件进行调制和控制,最终输出所需电压和电流的电源装置。
它可以高效地进行能量转换,减少功耗,适用于各种电子设备。
下面将详细解析开关电源的工作原理。
1.开关电源的基本组成开关电源由输入滤波器、整流器、脉宽调制器、变压器、输出滤波器和反馈电路组成。
-输入滤波器:用于滤除输入电源中的干扰信号,并平滑输送到整流器。
-整流器:将交流电转换为直流电,常用的整流方式有全波整流和半波整流。
-脉宽调制器:根据反馈信号调整开关管的导通时间,控制开关元件的开关频率和占空比。
-变压器:将输入电压转换为所需的输出电压,并通过与脉宽调制器协调工作来控制输出电压的稳定性。
-输出滤波器:用于平滑输出电压,减少纹波幅度,并滤波输出电流。
-反馈电路:通过采样输出电压并与目标电压进行比较,产生反馈信号控制脉宽调制器的输出。
2.工作原理-输入滤波:交流电经过输入滤波器后,去除干扰信号,并保持电压稳定。
输入滤波器通常由电容和电感组成,它们通过电压和电流的交替变化,将输入电源趋于稳定。
-变压:通过变压器将输入电压进行转换,以获得需要的输出电压。
变压器一般由磁性材料、绕线、磁心等组成,通过众多的绕线匝数比实现输入电压于输出电压的变化。
-输出滤波:经过变压器的输出信号包含较多的纹波幅度,通过输出滤波器将纹波幅度减小到可以忽略不计的程度。
输出滤波器通常包括电感和电容,通过滤除高频杂波和平滑输出电流。
3.脉宽调制脉宽调制器是开关电源中至关重要的一个部件,负责控制开关元件(如晶体管或MOSFET)的开关频率和占空比,以调节输出电压的稳定性。
- 控制开关频率:脉宽调制器根据输出电压的需求,采用不同的控制方式,例如固定频率PWM(Pulse-Width Modulation)、可变频率PWM和电流模式控制。
通过调整开关频率,可以实现对输出电压的精确控制。
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开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电子设备,广泛应用于各种电子设备和系统中。
了解开关电源的工作原理,对于工程技术人员和维修人员来说至关重要。
本文将介绍开关电源的工作原理,并提供一些常见问题的维修技巧。
一、开关电源的工作原理开关电源通过使用电子器件(如开关管、二极管和电感等)将交流电转换为高频脉冲电流,再通过滤波和稳压电路得到稳定的直流电。
下面将详细介绍开关电源的主要工作原理。
1. 输入滤波:开关电源的输入端会接入交流电源,而交流电源会带有各种干扰信号。
为了保证开关电源的正常工作,需要通过输入滤波电路来滤除这些干扰信号。
输入滤波电路一般由电容器和电感器组成,能够有效地滤除高频和低频的干扰信号。
2. 整流和滤波:经过输入滤波后,交流电会被整流电路转换为直流电。
整流电路通常使用二极管桥整流器来实现。
然后,通过输出滤波电路对整流后的直流电进行滤波处理,以去除直流电中的纹波电压,得到相对稳定的直流电。
3. 高频开关转换:直流电经过滤波后,会进入开关电源的核心部件——开关电路。
开关电路由开关管(如MOSFET、IGBT等)组成,通过快速开关操作将直流电转换为高频脉冲电流。
4. 变压器:高频脉冲电流进一步经过变压器的转换,得到所需的电压大小。
通过变压器的变换比例,可以实现升压、降压或保持电压稳定的功能。
5. 输出调节和稳压:经过变压器转换后的电流会进入稳压电路,稳压电路通常由反馈电路、误差放大器和控制开关管等组成。
利用反馈电路监测输出电压的变化情况,并与设定的参考电压进行比较,在误差放大器和控制开关管的调节下,保持输出电压稳定在设定值。
二、开关电源的常见故障和维修技巧1. 电源无输出或输出电压波动大:可能原因:- 输入端电源线异常,如插头松动或电源线破损。
- 滤波电容故障,需要检查滤波电容是否损坏或漏电。
- 开关管故障,开关管可能损坏或短路,需要更换。
- 控制电路故障,检查反馈电路和误差放大器是否正常工作。
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开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源供应方式。
它以其高效、稳定、可靠的优点,被广泛应用在通信、计算机、工控等领域。
本文将介绍开关电源的工作原理,并分享一些常见故障的维修技巧。
一、开关电源的工作原理开关电源的工作原理基于开关管的开关动作。
它通过将输入直流电压经过变压器降压、整流滤波后得到直流电源,再通过开关管的开关动作进行调节和控制,最终输出稳定的直流电压。
以下是开关电源的工作原理流程:1. 输入电压调整:开关电源通过输入电路接收来自电网的交流电压,并通过变压器将其降压转换为适合电源内部使用的直流电压。
2. 整流滤波:经过变压器的降压,得到的直流电压仍然存在波动和纹波。
开关电源通过整流电路,将交流电压转换为直流电压,并通过滤波电路去除纹波,从而得到稳定的直流电源。
3. 电压变换:开关电源中的开关管负责对电源输出电压进行调节和控制。
当需要增加输出电压时,开关管关闭,此时磁场储能在变压器中。
而当需要降低输出电压时,开关管打开,此时磁场释放能量,通过变压器将电压降低到所需的输出电压。
4. 输出稳定:开关管通过调节开关动作的频率和占空比,控制输出电压的稳定性。
通过负反馈控制,开关电源可以实现对输出电压的精确控制,从而确保工作在设定的电压范围内。
二、开关电源的常见故障及维修技巧尽管开关电源在工作上具有高效、稳定的特点,但由于工作环境、负载变化等原因,仍然可能出现各种故障。
下面是一些常见的开关电源故障及相应的维修技巧:1. 输出电压异常当开关电源输出电压异常,例如过高或过低,可能是由于电源输出端电容损坏、电感元件损坏或者控制芯片故障导致。
此时,可通过测量输出电压、检查元件损坏情况来确诊故障点,并进行相应的更换或修复。
2. 整流滤波故障整流滤波电路是保证开关电源获得稳定直流电压的关键部分。
若出现纹波过大、输出电压波动较大等问题,可能是整流二极管或滤波电容损坏引起的。
在维修时,可通过测试电容容值,检测二极管正常工作情况,及时更换损坏元件。
开关电源工作详细原理讲解

开关电源工作详细原理讲解
开关电源是一种将输入电源转换为需要的输出电源的电子装置。
它主要由变压器、整流电路、滤波电路、功率开关器件、控制电路等组成。
以下是开关电源的工作原理的详细讲解。
1. 变压器:开关电源采用高频工作,输入的交流电压经过变压器降压,得到适合的工作电压。
2. 整流电路:变压器输出的交流电压经过整流电路,将其变为直流电压。
常用的整流电路包括单相半波整流电路、单相全波整流电路和三相全波整流电路。
3. 滤波电路:直流电压经过整流后还带有较大的纹波,需要通过滤波电路进行滤波,减小纹波。
常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。
4. 功率开关器件:开关电源使用功率开关器件(如MOSFET
或IGBT)来控制电流的开关状态。
通过控制开关的导通和关
断时间,可以调整输出电压和电流。
5. 控制电路:控制电路是开关电源的核心部分,它根据输出电压的反馈信号,实时调整功率开关器件的开关状态,确保输出电压稳定。
6. 反馈回路:开关电源会通过反馈回路感知输出电压情况,并将这一信息传递给控制电路。
当输出电压偏离设定值时,控制电路将校正功率开关器件的开关状态,维持输出电压的稳定性。
综上所述,开关电源通过变压器对输入电源进行降压,然后经过整流、滤波、功率开关器件和控制电路的协同作用,将输入的交流电源转换为稳定的直流输出电源。
控制电路通过反馈回路不断调整功率开关器件的开关状态,以维持输出电压的稳定性。
开关电源具有高效率、小体积、重量轻等优点,广泛应用于各种电子设备中。
开关电源工作原理

开关电源工作原理
开关电源,又称开关式电源,是一种将电能有源转换为高效直流电能供应的电源系统。
其工作原理可以分为以下几个主要部分:
1. 输入滤波:交流电从电源输入端进入开关电源时,首先经过一个电源输入滤波器。
该滤波器的作用是去除电源输入端的电源干扰,包括高频噪声和电源波动等。
滤波后的电源信号会进一步被送入下一个模块。
2. 整流和滤波:经过输入滤波的电源信号进入整流桥。
整流桥通过将交流电转换为脉冲直流电,使得电源信号的方向一致。
然后,通过滤波电容对这些脉冲进行平滑,去除脉冲部分,得到较为平稳的直流电源信号。
3. 交流直流变换:经过整流和滤波的直流电源信号进入交流直流变换器。
这个变换器使用高频开关器件(如MOSFET)来控制电源信号的开关转换,将直流电源信号转换为高频脉冲电流。
通过变压器的电感和电容滤波,将高频脉冲电流转换为平稳的低频直流电源。
4. 输出调整:经过交流直流变换后,得到所需电压和电流水平的直流电源信号。
然后,经过输出调整电路,如电压稳压器或电流限制器等,保证电源输出的稳定性和可靠性。
5. 反馈控制:为了保持输出电压稳定,开关电源通常会采用反馈控制机制。
在输出端引入一个反馈回路,监测输出电压,并
将监测结果与设定值进行比较。
然后,通过控制开关器件的开关状态来调整电源输出,使输出电压维持在设定值范围内。
需要注意的是,开关电源工作原理中的各个部分相互关联,通过精细的控制和调节,实现高效、稳定的电能转换。
这种工作原理使得开关电源在电子设备、计算机等领域得到广泛应用,并取代了传统的线性电源。
开关电源工作原理详解
开关电源工作原理详解
开关电源是一种将直流电转换为高频交流电,然后通过变压器进行变压、整流和滤波得到稳定的直流电输出的电源。
开关电源的工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 输入电压调整:开关电源首先对输入电压进行调整,通常使用一个电压反馈回路来实现电压稳定。
具体方式是通过一个采样电阻将一部分输入电压反馈给一个比较器,与内置的参考电压进行比较并调整。
2. 脉冲宽度调制:为了将输入电压转换为高频交流电,开关电源使用脉冲宽度调制(PWM)技术。
通过调整一个脉冲调制器中的比较器输入电压来控制开关管的开关时间,从而调整输出电压。
3. 开关管控制:开关电源中的主要元件为开关管,通常使用MOSFET作为开关管。
通过控制开关管的导通和断开,可以将输入电压转换为高频的方波信号。
开关管的导通和断开通过PWM信号控制。
4. 变压器和整流:通过变压器将高频方波信号变换为适宜的电压,并进行整流。
变压器主要负责将输入电压变压到适合输出电压的比例,并通过整流电路将高频信号转换为直流信号。
5. 稳压和滤波:通过控制PWM信号的占空比和频率,可以调整输出电压的稳定性。
而后,通过滤波电容和电感器对输出直
流电进行滤波,减小输出电压波动。
6. 输出调节:将滤波后的直流电通过一个稳压稳流电路进行输出调节,确保输出电流和电压的稳定性和精度。
输出调节可以通过负载的变化来自动调整。
开关电源的工作原理利用了高频开关管的导通和断开来控制输出电压,通过变压器和整流电路将输入电压转换为稳定的直流电。
开关电源具有体积小、效率高、可调范围广等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
开关电源电路原理
开关电源电路原理开关电源电路是一种常用的电源供电方式。
相比线性电源,开关电源具有高效率、小体积、稳定性好等优点,因此在各个领域得到了广泛的应用。
了解开关电源的原理对于电子工程师和爱好者来说是非常重要的。
本文将介绍开关电源的基本原理以及其工作过程。
一、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是通过控制开关管(也叫开关MOS管)的导通和截止来实现电源输出电压的调节。
开关电源主要由输入电流滤波电路、整流电路、PWM调制电路以及输出滤波电路等组成。
1. 输入电流滤波电路开关电源的输入电流滤波电路主要由输入滤波电容和输入滤波电感构成。
输入滤波电容能够对输入电流进行平滑,使得输入电流的波形更加接近直流。
而输入滤波电感可以起到滤除高频噪声的作用,从而保护后续电路。
2. 整流电路整流电路主要由整流二极管和输出滤波电容构成。
在开关电源中,通常采用整流二极管将输入电压的负半周截掉,从而得到一个单向的输出电压波形。
输出滤波电容的作用是进一步平滑输出电压,使得输出的直流电压更加稳定。
3. PWM调制电路PWM调制电路是开关电源的核心部分,其作用是通过调节开关管的导通和截止时间,改变输出电压的占空比。
一般采用固定频率的PWM调制方式,通过将输入电压转换成高频PWM信号,并且通过控制开关管的导通和截止时间来调节输出电压的大小。
4. 输出滤波电路输出滤波电路主要由输出滤波电感和输出滤波电容构成。
输出滤波电感可以滤除PWM调制带来的高频噪声,而输出滤波电容可以进一步平滑输出电压。
二、开关电源的工作过程开关电源的工作过程可以简单分为导通状态和截止状态两种情况。
1. 导通状态当PWM调制电路控制开关管导通时,电路中的电感会储存能量,同时输出电容开始向负载放电。
此时,输出电压会逐渐上升,直到达到设定值。
2. 截止状态当PWM调制电路控制开关管截止时,电路中的电感释放储存的能量,并将其传递给输出电容。
同时,输出电容会向负载供电,并且带动电流流向负载。
开关电源的基本原理
开关电源的基本原理
开关电源是一种电源,它可以将交流电转换成直流电,并且可以控制电流的大小。
它的基本原理是:将交流电通过变压器转换成高压直流电,然后将高压直流电经过滤波器过滤,再经过稳压电路调节,最后输出低压直流电。
开关电源的工作原理是:将交流电通过变压器转换成高压直流电,然后将高压
直流电经过滤波器过滤,再经过稳压电路调节,最后输出低压直流电。
变压器的作用是将交流电的电压转换成高压直流电,滤波器的作用是过滤掉交流电中的杂波,稳压电路的作用是将高压直流电调节成低压直流电,最后输出低压直流电。
开关电源的优点是:输出电压稳定,输出电流可控,效率高,可靠性高,可以
节省能源,可以满足不同的电压要求,可以满足不同的电流要求,可以满足不同的功率要求,可以满足不同的频率要求,可以满足不同的电压调节要求,可以满足不同的电流调节要求,可以满足不同的功率调节要求,可以满足不同的频率调节要求。
开关电源的缺点是:由于开关电源的工作原理是将交流电转换成直流电,所以
它会产生一定的电磁干扰,这种电磁干扰会影响周围的电子设备的正常工作,所以在使用开关电源时,应该注意防止电磁干扰。
总之,开关电源是一种非常有用的电源,它可以将交流电转换成直流电,并且
可以控制电流的大小,可以满足不同的电压、电流、功率和频率要求,但是也会产生一定的电磁干扰,所以在使用开关电源时,应该注意防止电磁干扰。
开关电源工作原理是什么-开关电源工作原理详解析
开关电源工作原理是什么?开关电源工作原理详解析开关电源由于重量轻、体积小,输出电压稳定,且纹波系数小等特点,被广泛应用。
一、开关电源的电源开关电源的电源是给开关电源供应电能的电源输入部分。
电原理如图1所示。
220V市电经从三极插针送入,经速熔保险管、双向滤波器、压敏电阻、电感、电容,到达整流电路。
其中,FU为速熔保险管,起限流爱护作用;双向滤波器、压敏电阻、电感、电容组成抗干扰电路,使整流电路得到一个较为抱负的AC220V电压。
二、开关电源的工作原理开关电源的电压转换,是由开关晶体管、脉冲变压器等组成的脉冲振荡器,产生脉冲电,将300V的直流电经脉冲变压器的次级变换成所需要的电压。
电原理如图2所示。
1、脉冲振荡器的工作原理1)脉冲振荡器的启动电源经R10、R10A、R15给Q3(三极管)的b极(基极)、e极(放射极)供应正向偏置电压,强迫Q3进入导通状态。
2)脉冲振荡器的振荡过程当Q3进入导通状态后,+Vc就会经脉冲变压器的初级线圈、Q3的c 极、e极、R15到电源的-Vc,此时脉冲变压器的次级线圈就会产感应电势,次级线圈的一端接在-Vc,另一端经R12、C8接到Q3的b 极,且感应电势的极性与初级线圈的自感电势是同极性的(图中初次极线圈的上端均为同名端),便得Q3的b极得到更大的基极电流,加速Q3的导通直至Q3进入饱和状态。
电路如图3所示。
当Q3饱和后,Ic不再变化,波形如图4中t0到t3。
经过t3到t4的饱和过程后,自感电势、感应电势的极性会随其反转,即上负下正。
次极线圈中这个反转后的电势,正极经R15加在Q1的e极,负极经R12、C8加在Q3的b极,使得Q3处于反向偏置,促使Q3快速地从饱和状态过度到截止状态,图中t4到t6。
Q3截止后,通过D8、R17、C7组成的汲取电路很快地将初极线圈中所产生的反向电势以及反向电流汲取掉,图中t6到t7。
完成了一个振荡周期。
之后振荡电路就会周而复始重复上述过程。
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第一章开关电源的基本工作原理开关电源是利用时间比率控制(Time Ratio Control,缩写为TRC)的方法来控制稳压输出的。
按TRC控制原理,有以下三种方式:1)脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,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(Pulse Frequency Modulation,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。
在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。
本设计采用的就是脉宽调制型开关稳压电源,其基本原理可参见右图。
对于单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。
直流平均电压Uo可由公式计算,即Uo=Um×T1/T式中Um —矩形脉冲最大电压值;T —矩形脉冲周期;T1 —矩形脉冲宽度。
从上式可以看出,当U m与T不变时,直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。
这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。
[1]此外,为因应各种不同的输出功率,开关电源按DC/DC变换器的工作方式分又可分为反激式(Flyback)、顺向式(Forward)、全桥式(Full Bridge)、半桥式(Half Bridge)和推挽式(Push-Pull)等电路拓扑(Topology)结构。
其中单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20~100W,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率,应用较为广泛。
本设计采用的就是该方案,其典型的电路如图所示。
[1]图1-1 反激式开关电源典型电路结构藉由PWM IC控制开关管的导通与否,配合次级侧的二极管和电容,即可得到稳定DC电压的输出。
Ui为含有一定交流成份的直流电压,由开关功率管斩波和高频变压器降压,将储存于在变压器的能量传递给次级侧,转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
此外改变变压器初、次级的圈数,就可以得到想要的DC电源。
PWM控制电路是这类开关电源的核心,它通过取样反馈闭环回路,调整高频开关元件的开关时间比例即占空比,以达到稳定输出电压的目的。
由于高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧,并且只有一个输出端,而MOS开关功率管导通时,次级整流二极管截止,电能就储存在高频变压器的初级电感线圈中;当MOS功率管关断时整流二极管导通,初级线圈上的电能传输给次极绕组,并经过次级整流二极管输出,故称之为单端反激式。
第一节开关电源的干扰特性及其抑制措施开关电源虽然具有许多优点并得到广泛的应用,但由于它具有严重的射频干扰,在线性电路中的应用一直受到很大的限制。
开关电源是把工频交流整流为直流后,再通过开关变为高频交流,其后再整流为稳定直流的一种电源,这样就有工频电源的整流波形畸变产生的噪声与开关波形产生的噪声。
在输入侧泄露出去就表现为传导噪声和辐射噪声,在输出侧泄露出去就表现为纹波。
同时外部噪声会进到电子设备中,而供给负载的电源噪声也会泄露到外部。
若电源线中有噪声电流通过,电源线就相当于天线向空中辐射噪声。
而这些噪声都会影响设备的正常工作。
要想使其得到更广泛的应用,满足电磁兼容性的有关指标,就需要有效地抑制开关电源的干扰。
杂讯干扰的途径有两种,即传导干扰与辐射干扰。
以下分别对两种干扰的特性与抑制方法做一介绍。
1.1 传导干扰及其抑制措施从导线传入的干扰称为传导干扰,其干扰能量通过导电体进行传播,开关电源的输入、输出引线都是传导干扰的媒介。
开关电源产生的干扰会沿电源引线进入电网,污染电网,使同一电网的电子设备受到干扰。
同时电源的输出线还将把干扰噪声传递给负载,使作为电源负载的电子设备直接受到干扰,当这种干扰幅度若大到一定程度,会影响线性电路和一些小信号电路的正常工作。
由于传导干扰主要是通过输入输出引线进行传播,因而相对来说传导干扰的抑制要容易些,主要方法是加接输入输出滤波器。
在开关电源的输入侧要介入电容与电感构成的滤波器,用于抑制交流电源产生的EMI,而该滤波器也称为电磁兼容(EMI)滤波器。
其电路如图2-1所示。
图1-1输入端抑制传导干扰电路(EMI)该滤波器是一典型的低通滤波器,使开关电源产生的一些高频脉冲干扰经过它后得到极大的衰减,能较好的滤除来源于电网或者传入电网的干扰,使其符合FCC、CE、VDE等标准。
图中L901、L902为共模扼流圈,它是绕在同一磁环上的两只独立的线圈,圈数相同,绕向相反,在磁环中产生的磁通相互抵消,磁芯不会饱和,主要抑制共模干扰,感值愈大对低频干扰抑制效果愈佳。
这样绕制的滤波电感抑制共模干扰的性能大大提高。
L901、 L902分别选择感值为2.0mH和15mH的共模扼流圈。
C901、C902为共模电容,主要抑制差模干扰,即火线和零线分别与地之间的干扰。
电容值愈大对低频干扰抑制效果愈好,在这里选用102PF/250V。
C903、C904为差模电容,主要抑制共模干扰,即抑制火线和零线之间的干扰。
电容值愈大对低频干扰抑制效果愈佳,在这里选用0.47uF/300V。
有时为了降低成本也可将C904省去。
图中CN901为插座,接电网电压。
F901为保险丝,电路中采用了规格为2A/250V的保险丝,它在高压时熔断,可防止设备在突发的高压时引起的破坏。
NR901为负温度系数热敏电阻,开机瞬间温度低,阻抗大,防止电流对回路的浪涌冲击。
常温下其规格为5A/5Ω。
R901、R902对抗干扰电容起泄放作用,可于关机后迅速消耗掉C903储存的电能,防止带电损耗元件。
它们的规格都为1MΩ,一般采用金属釉材料。
对输出端的干扰抑制,主要也是靠高频滤波器,电路图如下所示。
图1-2输出端抑制传导干扰电路滤波电感由于工作在直流大电流状态下,磁芯在较大的磁场强度下工作,容易包含,一旦饱和,电感即失去滤波作用。
因此必须采用饱和磁场强度很大的恒μ磁心,如铁鎳钼磁粉芯等金属磁芯。
[2]由于输出干扰的频谱相当丰富,从几十赫兹到几十兆赫兹均含分量。
由于在高频的情况下,滤波电容等效由纯电容(C)、等效串联电阻(RES)和等效串联电感(LES)构成的串联电路。
在工作频率f超过电容器的自谐振频率fr时,电容器就起到电感的作用。
值大的滤波电容对低频干扰比较敏感,相反,值小的滤波电容吸收高频干扰的效果比较好。
因此不能光采用大电解电容滤波C916,还必须加接自谐振频率很高的陶瓷电容器C917。
此外,输出干扰的幅度还与PCB板的布线有很大关系,不合理的布线往往会使干扰幅度大几倍,尤其是接地点的安排特别重要。
1.2 辐射干扰及其抑制措施从空间传入的干扰称为辐射干扰,一般是指耦合干扰,即干扰能量通过空间介质进行近场感应。
由于开关电源一般工作在低压大电流情况下,因而磁场干扰大于电场干扰。
主要由开关变压器的漏感、开关功率管在开关转换时的大电流脉冲、开关二极管反向恢复的硬特性等引起。
[2]辐射干扰的抑制主要靠屏蔽。
对电场可采用导电良好的材料,而磁场屏蔽则应采用导磁率较高的材料。
在本文中就不作详细论述。
抑制干扰最有效的方法,是尽量减少干扰源的干扰能量。
对开关电源变压器要减少其漏感,并选择开关参数优良的晶体管和软恢复的开关二极管。
脉宽调制控制器SG68412.1 PWM控制器SG6841简介目前,开关电源的集成化与小型化已成为现实,早期的PWM IC大多采用UC384X系列(如UC3842、UC3843),但由于新产品越来越积体化及环保和安规要求越来越严苛的趋势下,出现了384XG及684X等具有Green Function的IC。
Green Function为环保功能的意思,亦称之为Blue Angel,其要求是在满载70W 以下的电源产品,当负载没有输出功率的情况下,输入电源仍照常供应时,电路消耗功率必需小于1W以下。
欧系的Infineon Coolset ICE2AXXX及ICE2BXXX 系列不仅具有Green Function,并且把以往外加的功率开关集成在8DIP的IC内,以节省空间和制造流程。
SG6841是由System General崇贸科技开发的一款高性能固定频率电流模式控制器,专为离线和DC-DC变换器应用而设计。
它属于电流型单端PWM调制器,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点,可精确地控制占空比,实现稳压输出,还拥有低待机功耗和众多保护功能,所以,为设计人员提供只需最少的外部元件就能获得成本效益高的解决方案,在实际中得到广泛的应用。
SG6841有下列性能特点:1)在无负载和低负载时时, PWM的频率会线性降低进入待机模式以实现低功耗,同时提供稳定的输出电压。
2)由于采用BiCMOS,启动电流和正常工作电流减少到30μA和3mA,因此可大大提高电源的转换效率。
3)SG6841是固定频率的PWM控制器,它的工作频率通过一个外接电阻来决定,改变电阻值可轻易改变频率。
4)内建同步斜率补偿电路,可保证连续工作模式下电流回路的稳定性。
5)内建电压补偿电路可在一个较大的AC输入范围内实现功率限制控制,并提供过载、短路保护功能。
此外,还设有低电压锁定(UVLO)功能,使工作更稳定、可靠。
6)可通过外接一个负温度系数热敏电阻(NTCR)来传感环境温度以实现过温保护,也可利用该功能实现过压保护。
7)具有图腾柱(即推拉输出电路)输出极,可实现良好的EMI。
其最大输出电压钳位在18V。
常见的SG6841有8脚DIP和SO两种封装,其各引脚功能分别如下所示:1)GND:接地。
2)FB:反馈电压输入端。
用于提供PWM调节信息,PWM占空比就是由它控制。
3)Vin:启动电流输入端。
SG6841开始工作必须在该端要提供一个启动电压。
4)RI:参考设置端。
通过连接一个电阻接地来为SG6841提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。
5)RT:温度保护端。
该端输出一个恒定的电流。
在该端接一NTCR接地来传感温度,当该端电压下降到一定值时会启动过温保护。
在本设计中,该功能被用于高压保护。
6)Sense:电流传感端。
当该端电压达到一个阈值时芯片会停止输出,从而实现过流保护。
7)VDD:电源供电端。
8)Gate:PWM脉冲输出端。
图腾柱(即推拉输出电路)输出极驱动功率开关管。
图2-1 SG6841内部框图2.2 SG6841内部结构与工作原理1) 振荡器SG6841的PWM频率范围为50KHz~100KHz。
RI端通过连接一个电阻Ri接地来为SG6841提供一个恒定的电流,改变电阻阻值将改变PWM的频率。