开关电源原理详解
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。
开关电源工作原理详解析

开关电源工作原理详解析开关电源是一种常见的电源供应器件,具有高效率、稳定性和可靠性等优点。
本文将详细解析开关电源的工作原理,包括其基本构成、工作过程以及相关应用。
一、基本构成开关电源主要由输入端、输出端、开关管、变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
输入端:负责接收交流电源输入,并通过变压器进行电压变换。
输入滤波电路:用于滤除交流电源输入时的干扰信号,保证后续电路正常工作。
整流电路:将输入的交流电转换为直流电,一般采用整流桥或者整流二极管进行整流。
滤波电路:通过滤波电容和滤波电感对整流电路输出的脉动电流进行滤波,使其变为更为纯净的直流电。
开关管:起到开关的作用,通过开关管的导通和关断,将高频信号传送到变压器。
变压器:将输入的电压进行变换,可以降压或升压,以满足输出端的要求。
稳压电路:控制输出电压的稳定性,通过反馈电路控制开关管的导通和关断,保持输出电压恒定。
二、工作过程1. 导通状态:开关管导通,电流从输入端经过变压器进入输出端。
在导通状态下,开关管内部电阻很小,电流能够顺利通过。
通过变压器的转换作用,电压可以降低或升高,然后通过整流电路和滤波电路处理,输出为直流电。
2. 关断状态:开关管关断,电流中断。
在关断状态下,开关管内部电阻很大,电流无法通过。
由于开关管的关断,变压器产生磁场的能量无处释放,因此会产生反向电压,反向电压的存在使得电流继续流动,这一能量会被储存在电感中。
通过不断交替地在导通状态和关断状态之间进行切换,开关电源可以实现高效率的电能转换,进而向输出端提供稳定的直流电。
三、应用领域开关电源由于其高效性和可靠性,广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用:1. 电子产品领域:如电脑、手机、电视等消费电子产品,它们都需要稳定的直流电供应。
2. 工业自动化:在工业生产中,很多设备需要稳定可靠的电源,开关电源可以满足这些需求。
3. 通信设备:无论是固定电话、移动通信基站还是网络交换设备,都需要开关电源来提供稳定的电能。
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。
开关电源的工作原理

开关电源的工作原理开关电源是一种现代电源转换技术,已经广泛应用于各种电子设备中,如计算机、手机、电视等。
相比传统线性电源,开关电源具有更高的效率、更小的体积和更轻的重量,因此备受青睐。
下面将介绍开关电源的工作原理。
1. 整体结构开关电源主要由输入滤波电路、整流桥、直流滤波电路、开关变换器、控制电路和输出稳压电路等部分组成。
其中,开关变换器是整个开关电源的核心部件,主要由主开关管、变压器和输出整流滤波电路构成。
2. 工作原理开关电源的工作原理可以分为两个主要阶段:变换器的导通状态和关断状态。
变换器导通状态1.当输入电压加电后,经过输入滤波电路进行滤波处理后,进入整流桥,将交流电转换为脉冲信号。
2.脉冲信号进入开关变换器后,主开关管导通,电流通过变压器,产生磁场。
3.变压器的磁场会通过耦合效应将能量传递给输出端,经过输出整流滤波电路后,得到稳定的直流电压。
变换器关断状态1.主开关管关断,磁场能量释放,产生感应电动势,继续供电给输出端。
2.控制电路会监测输出端电压情况,若电压低于设定值,则触发主开关管再次导通,进行下一个工作周期。
3.控制电路根据输出端电压情况动态调整开关管的导通时间,以保持输出电压稳定。
3. 特点与优势开关电源相比线性电源具有以下特点和优势:1.高效率:开关电源利用高频开关原理,能够降低能量损耗,提高整体效率。
2.体积小巧:采用高频开关技术,使得开关电源可以更小型化,更适用于各种小型电子设备。
3.稳定输出:通过控制电路的精确调节,开关电源能够稳定输出所需的电压和电流。
4.节能环保:由于高效率的特点,开关电源的节能效果显著,有助于减少电能消耗和环境污染。
4. 结语开关电源作为一种先进的电源转换技术,具有高效、稳定、小型化等优势,广泛应用于各种电子设备中。
了解开关电源的工作原理有助于我们更好地理解其工作过程,也有助于我们在实际应用中更好地设计和维护电子设备。
希望本文对您有所帮助。
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。
开关电源工作原理超详细解析
开关电源工作原理超详细解析开关电源工作原理是指通过开关元件(如晶体管、MOSFET等)控制电源的输入电压,使其以一定的频率进行开关操作,从而将输入电压转换为所需的输出电压。
下面是对开关电源工作原理的超详细解析:1. 输入电压:开关电源的输入电压通常是交流电(AC),其电压值和频率根据不同的应用而不同。
在实际应用中,通常需要将交流电转换为直流电(DC)来供给电子设备。
2. 整流:通过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路通常采用整流桥或者二极管桥等元件,将交流电的负半周或者正半周转换为直流电。
3. 滤波:由于整流后的直流电还存在较大的纹波,需要通过滤波电路进行滤波处理。
滤波电路通常采用电容器和电感器等元件,将纹波电压进行平滑,得到较为稳定的直流电。
4. 开关操作:开关电源的核心部份是开关元件,如晶体管、MOSFET等。
开关元件根据控制信号的输入,以一定的频率进行开关操作。
当开关元件处于导通状态时,输入电压通过开关元件传递到输出端;当开关元件处于断开状态时,输入电压不会传递到输出端。
5. 脉宽调制(PWM):为了控制开关元件的导通和断开时间,需要使用脉宽调制技术。
脉宽调制是通过调节开关元件导通时间的比例来控制输出电压的大小。
通常使用比较器和参考电压等元件来实现脉宽调制。
6. 输出变压器:为了将输出电压变换为所需的电压水平,通常使用输出变压器。
输出变压器通过变换输入电压和输出电压的变比关系,实现输出电压的变换。
7. 输出滤波:由于开关操作会引入一定的干扰和纹波,需要通过输出滤波电路进行滤波处理。
输出滤波电路通常采用电容器和电感器等元件,将纹波电压进行平滑,得到稳定的输出电压。
8. 控制和保护:开关电源通常还包括控制和保护电路。
控制电路用于控制开关元件的开关操作,保护电路用于保护开关电源和电子设备免受过电流、过电压和短路等故障的影响。
以上是开关电源工作原理的超详细解析。
开关电源通过开关操作和脉宽调制技术,将输入电压转换为所需的输出电压,并通过滤波和保护等电路对输出电压进行处理和保护。
开关电源工作原理详细解析
开关电源工作原理详细解析开关电源是一种将输入电源进行高频开关,通过变压和整流来获得所需输出电压的电源装置。
其具有体积小、效果高、效率高以及可靠性好等特点,被广泛应用于电子设备中。
开关电源的工作原理主要包括三个基本环节:输入变压、高频开关和输出整流。
下面将详细解析开关电源的工作原理。
1.输入变压首先,将交流输入电源通过变压器进行变压。
变压器是由磁性材料制成的,通过电磁感应原理将输入电压转换为所需的输出电压。
变压器包括一个输入绕组和一个输出绕组,通过绕组的匝数比实现电压的变化。
输入变压结束后,得到所需的直流电压。
2.高频开关在输入变压后,输入电压变成了所需的直流电压。
接下来,将直流电压输入到高频开关电路中,这里的高频指的是开关管的开关频率达到了几十KHz~几十MHz。
高频开关电路由开关管、驱动电路、电感和电容等组成。
开关管是整个开关电源中重要的元件,其作用是开关输入电源的通断。
通常使用的开关管有MOSFET和IGBT两种。
驱动电路用于控制开关管的开关动作,以确保输出符合要求。
电感起到滤波的作用,它能够抵抗电流的变化,并将电流平滑地输出。
电容则起到稳压的作用,将波动电压平滑地转换为稳定的直流电压。
高频开关的原理是通过不断开关开关管,使输入电源以高频脉冲的形式提供给输出端。
开关时间很短,因此开关过程中电流的变化很小,这减小了能量损失。
3.输出整流高频开关电路的输出是以脉冲的形式存在的,需要进行整流处理,将脉冲电流转换为稳定的直流电流。
输出整流主要由输出电感、输出滤波电容和负载电阻组成。
输出电感和滤波电容起到平滑输出脉冲电流的作用,将脉冲电流转换为稳定的直流电流。
负载电阻则接收电源输出电流,并提供给负载使用。
除了上述三个基本环节外,开关电源还包括过压保护、电流限制和短路保护等功能。
这些功能是通过控制电压和电流的大小来实现的,避免电源过载。
总结起来,开关电源是通过变压和整流来获得所需输出电压的电源装置。
其工作原理包括输入变压、高频开关和输出整流。
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。
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开关电源原理详解一、开关电源的电路组成[/b]::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控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:二、输入电路的原理及常见电路[/b]::1、AC输入整流滤波电路原理: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。
2、 DC输入滤波电路原理: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[/b]::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CGS、CGD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也就越多;当Q1截止时,变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量,同时也达到了磁场复位的目的,为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。
IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小,从而稳定了整机的输出电流和电压。
C4和R6为尖峰电压吸收回路。
4、推挽式功率变换电路:Q1和Q2将轮流导通。
5、有驱动变压器的功率变换电路:T2为驱动变压器,T1为开关变压器,TR1为电流环。
四、输出整流滤波电路[/b]::1、正激式整流电路:T1为开关变压器,其初极和次极的相位同相。
D1为整流二极管,D2为续流二极管,R1、C1、R2、C2为削尖峰电路。
L1为续流电感,C4、L2、C5组成π型滤波器。
2、反激式整流电路:T1为开关变压器,其初极和次极的相位相反。
D1为整流二极管,R1、C1为削尖峰电路。
L1为续流电感,R2为假负载,C4、L2、C5组成π型滤波器。
3、同步整流电路:工作原理:当变压器次级上端为正时,电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通,电路构成回路,Q2为整流管。
Q1栅极由于处于反偏而截止。
当变压器次级下端为正时,电流经C3、R4、R2使Q1导通,Q1为续流管。
Q2栅极由于处于反偏而截止。
L2为续流电感,C6、L1、C7组成π型滤波器。
R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。
五、稳压环路原理[/b]:1、反馈电路原理图2、工作原理:当输出U0升高,经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后,U1③脚电压升高,当其超过U1②脚基准电压后U1①脚输出高电平,使Q1导通,光耦OT1发光二极管发光,光电三极管导通,UC3842①脚电位相应变低,从而改变U1⑥脚输出占空比减小,U0降低。
当输出U0降低时,U1③脚电压降低,当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平,Q1不导通,光耦OT1发光二极管不发光,光电三极管不导通,UC3842①脚电位升高,从而改变U1⑥脚输出占空比增大,U0降低。
周而复始,从而使输出电压保持稳定。
调节VR1可改变输出电压值。
反馈环路是影响开关电源稳定性的重要电路。
如反馈电阻电容错、漏、虚焊等,会产生自激振荡,故障现象为:波形异常,空、满载振荡,输出电压不稳定等。
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六、短路保护电路:1、在输出端短路的情况下,PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内,它可以用多种方法来实现限流电路,当功率限流在短路时不起作用时,只有另增设一部分电路。
2、短路保护电路通常有两种,下图是小功率短路保护电路,其原理简述如下:当输出电路短路,输出电压消失,光耦OT1不导通,UC3842①脚电压上升至5V左右,R1与R2的分压超过TL431基准,使之导通,UC3842⑦脚VCC电位被拉低,IC停止工作。
UC3842停止工作后①脚电位消失,TL431不导通UC3842⑦脚电位上升,UC3842重新启动,周而复始。
当短路现象消失后,电路可以自动恢复成正常工作状态。
3、下图是中功率短路保护电路,其原理简述如下:当输出短路,UC3842①脚电压上升,U1 ③脚电位高于②脚时,比较器翻转①脚输出高电位,给C1充电,当C1两端电压超过⑤脚基准电压时U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UCC3842停止工作,输出电压为0V,周而复始,当短路消失后电路正常工作。
R2、C1是充放电时间常数,阻值不对时短路保护不起作用。
4、下图是常见的限流、短路保护电路。
其工作原理简述如下:当输出电路短路或过流,变压器原边电流增大,R3两端电压降增大,③脚电压升高,UC3842⑥脚输出占空比逐渐增大,③脚电压超过1V时,UC3842关闭无输出。
5、下图是用电流互感器取样电流的保护电路,有着功耗小,但成本高和电路较为复杂,其工作原理简述如下:输出电路短路或电流过大,TR1次级线圈感应的电压就越高,当UC3842③脚超过1伏,UC3842停止工作,周而复始,当短路或过载消失,电路自行恢复。
七、输出端限流保护:]:上图是常见的输出端限流保护电路,其工作原理简述如上图:当输出电流过大时,RS(锰铜丝)两端电压上升,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发生光电效应,UC3842①脚电压降低,输出电压降低,从而达到输出过载限流的目的。
八、输出过压保护电路的原理:输出过压保护电路的作用是:当输出电压超过设计值时,把输出电压限定在一安全值的范围内。
当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时,过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备。
应用最为普遍的过压保护电路有如下几种:1、可控硅触发保护电路如上图,当Uo1输出升高,稳压管(Z3)击穿导通,可控硅(SCR1)的控制端得到触发电压,因此可控硅导通。
Uo2电压对地短路,过流保护电路或短路保护电路就会工作,停止整个电源电路的工作。
当输出过压现象排除,可控硅的控制端触发电压通过R对地泄放,可控硅恢复断开状态。
2、光电耦合保护电路:如上图,当Uo有过压现象时,稳压管击穿导通,经光耦(OT2)R6到地产生电流流过,光电耦合器的发光二极管发光,从而使光电耦合器的光敏三极管导通。
Q1基极得电导通,3842的③脚电降低,使IC关闭,停止整个电源的工作,Uo为零,周而复始,。
3、输出限压保护电路:输出限压保护电路如下图,当输出电压升高,稳压管导通光耦导通,Q1基极有驱动电压而道通,UC3842③电压升高,输出降低,稳压管不导通,UC3842③电压降低,输出电压升高。
周而复始,输出电压将稳定在一范围内(取决于稳压管的稳压值)。
4、输出过压锁死电路:图A的工作原理是,当输出电压Uo升高,稳压管导通,光耦导通,Q2基极得电导通,由于Q2的导通Q1基极电压降低也导通,Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通,UC3842③脚始终是高电平而停止工作。
在图B中,UO升高U1③脚电压升高,①脚输出高电平,由于D1、R1的存在,U1①脚始终输出高电平Q1始终导通,UC3842①脚始终是低电平而停止工作。
九、功率因数校正电路(PFC):1、原理示意图:2、工作原理:输入电压经L1、L2、L3等组成的EMI滤波器,BRG1整流一路送PFC电感,另一路经R1、R2分压后送入PFC控制器作为输入电压的取样,用以调整控制信号的占空比,即改变Q1的导通和关断时间,稳定PFC输出电压。
L4是PFC电感,它在Q1导通时储存能量,在Q1关断时施放能量。
D1是启动二极管。
D2是PFC整流二极管,C6、C7滤波。
PFC电压一路送后级电路,另一路经R3、R4分压后送入PFC控制器作为PFC输出电压的取样,用以调整控制信号的占空比,稳定PFC输出电压。
十、输入过欠压保护:1、原理图:2、工作原理:AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大致相同。
保护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压。
取样电压分为两路,一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚,如取样电压高于2脚基准电压,比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出。
另一路经R7、R8、R9、R10分压后输入比较器6脚,如取样电压低于5脚基准电压,比较器7脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出。
十一、电池管理:1、电池管理原理图:虚线框A内的零件组成电池启动和关断电路;虚线框B为电池充电线性稳压电路;虚线框C为电子开关电路;虚线框D为电池充电电流限制电路。