开关电源电路图详解
东元 海利普开关电源电路分析

两例变频器开关电源电路实例——兼论电容C23在电路中的重要作用先看以下电路实例:图1 东元7200PA 37kW变频器开关电源电路CN4图2 海利普HLPP001543B型15kW变频器开关电源电路图1、图2电路结构和原理基本上是相同的,下面以图1电路例简述其工作原理。
开关电源的供电取自直流回路的530V直流电压,由端子CN19引入到电源/驱动板。
电路原理简述:由R26~R33电源启动电路提供Q2上电时的起始基极偏压,由Q2的基极电流Ib的产生,导致了流经TC2主绕组Ic的产生,继而正反馈电压绕组也产生感应电压,经R32、D8加到Q2基极;强烈的正反馈过程,使Q2很快由放大区进入饱合区;正反馈电压绕组的感应电压由此降低,Q2由饱合区退出进入放大区,Ic开始减小;正反馈绕组的感应电压反向,由于强烈的正反馈作用,Q2又由放大状态进入截止区。
以上电路为振荡电路。
D2、R3将Q2截止期间正反馈电压绕组产生的负压,送入Q1基极,迫使其截止,停止对Q2的Ib的分流,R26-R33支路再次从电源提供Q1的起振电流,使电路进入下一个振荡循环过程。
5V输出电压作为负反馈信号(输出电压采样信号)经稳压电路,来控制Q2的导通程度,实施稳压控制。
稳压电路由U1基准电压源、PC1光电耦合器、Q1分流管等组成。
5V输出电压的高低变化,转化为PC1输入侧发光二极管的电流变化,进而使PC1输出测光电三极管的导通内阻变化,经D1、R6、PC1调整了Q2的偏置电流。
以此调整输出电压使之稳定。
这是我的第二本有关变频器维修的书中,对图1电路原理的简述,由于疏漏了对电容C23作用的讲解,给读者带来了一些疑问:1)N2绕组负电压是如何加到Q2基极的?2)电路中C23的作用是什么?3)C23的充、放电回路是怎样走的?这3问题涉及到电路原理的关键部分,无它,开关电管Q2即无法完成由饱和导通→进入放大区→快速截止→重新导通的工作状态转换,三个问题其实又只是一个问题,即图1的C23(或图2中的C38)究竟对电路的工作状态转换起到怎样的重要作用?先不要忙,将这个问题暂且按下不表,先说几句题外话。
开关电源原理图精讲.pdf

开关电源原理(希望能帮到同行的你更加深入的了解开关电源,温故而知新吗!!)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。
桥式开关电源的实际电路

(4 ).内部原理方框图 (P.273)
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.3全桥式开关稳压电源电路 中的PWM电路 2. HIP4061A全桥式MOSFET驱动集成电路 (5).典型应用电路(P.273)
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.3全桥式开关稳压电源电路 中的PWM电路 2. HIP4061A全桥式MOSFET驱动集成电路:驱动4个IGBT的电路(P.274)
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图4-28全桥式开关稳压电源的基本电路结构(P.254)
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.2全桥式开关稳压电源电路设计(P.255) (1).PCB布线 (2).MOSFET驱动电路(P.256)
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.2全桥式开关稳压电源电路设计(P.256) (3).输出整流与滤波电路 (4).散热设计
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图4-11他激型半桥式开关稳压电源应用电路(P.233)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 2.他激型半桥式开关稳压电源的原理 ①.电源电路的启动(P.232)
②.稳压调节过程
③.过流保护
④.输出滤波
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
5.半桥式智能型电动车充电器
自激振荡过程中,B3的次级输出电压经 D9、D10全波整流、C19滤波,建立起PWM 控制电路芯片TL494所需的工作电源。TL49 4开始工作,于是Ql、Q2便由自激转为他激, 在相位差为180°的PWM脉冲驱动下轮流导 通。
B3的次级⑨一⑦、⑨一⑧绕组输出电压 经D15全波整流、C21滤波得到+44V电压给 蓄电池充电。
开关电源原理及各功能电路详解

开关电源原理及各功能电路详解一、 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。
开关电源电路图工作原理及维修详解析

开关电源电路图工作原理及维修详解析一、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*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;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。
12V4a直流开关电源原理图

12V4a直流开关电源原理图由MC33374T/TV构成的12V/4.2A 50W开关电源的电路如图所示。
其交流输入电压u的允许变化范围为92~276V。
整流桥VD1~VD4采用4只1N5406型3A/600V的硅整流管。
初级保护电路由RC吸收电路(R2、C2)和钳位电路(VDz、VD5)构成,能有效地抑制因高频变压器存在漏感而产生的尖峰电压,保护C33374内部的功率开关管不受损坏。
VDz采用P6KE200A型瞬变电压抑制二极管(TVS),其反向击穿电压UB=200V。
VD5选用的是MURl60型超快恢复二极管(SRD)。
C5为Vcc端的旁路电容。
S 为控制开关稳压电源通、断状态的按键。
S上串接R7后,能提高模式转换的可靠性。
VD6与C6组成反馈线圈输出端的高频整流滤波器。
次级高频整流管采用大电流、低压降的肖特基二极管,型号为MBR20100CT(20A/100V)。
此管属于共阴对管,两个负极(阴极)在内部短接,使用时需将两个正极(阳极)在外部连通,进行并联。
由C8、C11、L、C12和C13组成输出滤波电路。
鉴于滤波电感L的电感量很小,仅为5.0μH,而大容量滤波电容C8、Cl1上存在的等效电感Lo,会直接影响到实际电感量从L变成L+Lo,因此需将馈线圈N3用声φ0.55mm漆包线绕7匝,并应绕在骨架的中间位置,以减小漏感;然后也绕两层聚脂薄膜。
铁氧体磁心型号为E25。
为防止发生磁饱和现象,在两个E形磁心之间应留出0.43mm的空气隙。
反激式开关电源设计详解(下)

电子科技大学杨忠孝(下)反激开关电源特点优点成本低,外围元件少,低耗能,可设置多组输出。
缺点输出纹波比较大。
弥补缺陷的方法输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善电动自行车电源电路原理图次级侧电路原理图次级整流二极管的选型•为了降低输出整流损耗,次级整流二极管一般选用肖特基二极管,肖特基二极管有较低的正向导通压降Vf,能通过较大的电流。
输出整流二极管的耐压值二极管的平均电流值二极管的峰值电流值次级整流管的热设计•二极管的热损耗包括正向导通损耗、反向漏电流损耗及恢复损耗。
因为选用的是肖特基二极管,反向恢复时间短和漏电流比较小,可忽略不记。
•二极管的PN结对环境的热阻可以通过DATASHEET查得Rthjc=1.2°C/W•Tj=Rthjc*Vf*Id_rms+TaTa为工作的环境温度Tj为二极管工作温度理论值Vf表示二极管的正向导通压降Id_rms表示通过二极管的平均电流•吸收的本质,什么是吸收?•在拓扑电路的原型上是没有吸收回路的,实际电路中都有吸收,由此可以看出吸收是工程上的需要,不是拓扑需要。
•吸收一般都是和电感有关,这个电感不是指拓扑中的感性元件,而是指诸如变压器漏感、布线杂散电感。
•吸收是针对电压尖峰而言,电压尖峰从何而来?电压尖峰的本质是什么?•电压尖峰的本质是一个对结电容的dv/dt充放电过程,而dv/dt是由电感电流的瞬变(di/dt)引起的,所以,降低di/dt或者dv/dt的任何措施都可以降低电压尖峰,这就是吸收。
•吸收的作用?•1、降低尖峰电压•2、缓冲尖峰电流•3、降低di/dt和dv/dt,即改善EMI品质•4、减低开关损耗,即实现某种程度的软开关。
•5、提高效率。
提高效率是相对而言的,若取值不合理不但不能提高效率,弄不好还可能降低效率。
•RC吸收的特点:•1、双向吸收。
一个典型的被吸收电压波形中包括上升沿、上升沿过冲、下降沿这三部分,RC吸收回路在这三各过程中都会产生吸收功率。
AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图

AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图AC-DC开关电源IGBT应用原理与主电路图作者:微叶科技时间:2015-07-14 16:48随着高速IGBT的推出,工作频率可达50kHz以上,IGBT有用于SMPS(Switch Mode Power Supplies,市电输入的开关电源)的趋势。
AC-DC开关电源的电路拓扑一般是指储能元件(开关变压器或者储能电感)和功率开关元件(IGBT、VMOS 等)的配置方式。
1.单端正激电路单端正激式(Forward) SMPS拓扑的电路简图如图1所示。
其中,单端是指主开关为单管电路,正激指的是主开关变压器初次级绕组的相位关系。
图1 正激式拓扑电路系统简图粗虚线框中的电路是功率开关电路,T是主开关变压器;Q1是功率寸姜,D21是次级整流二极管;D22是续流二被管;L21是储能电感,兼有扼流滤波作用;N1是主绕组(初级);N4是复位绕组;N2是次级绕组;带箭头的虚线表明了瞬时电流的方向和路径。
所谓正激,即主开关变压器初、次级线圈的绕向是一样的,电气相位相同。
这样做的好处是,Q1开通时,N2从初级绕组获得能量,向L21、C2l和负载RL提供能量;Q1关断时,L21内存储的能量向负载RL释放,D22为电感内能量的释放提供通路。
同时,D2作为复位绕组N4的负载,在Q1关断期间消耗变压器磁心中存储的能量,使磁心复位。
复位电路也可以像4. 25那样实现,在初级绕组上并联DRC(二极管、电阻、电容,Dll 、R11、C11)。
由于负载在Q1开通和关断期间都有能量(电流供应),因此正激式拓扑的输出纹波相对较小。
功率开关管Q1承受的最大直流电压约为主电路电压的1倍,电源输入为220V市电规格的条件下,Q1的电压规格至少为800V。
如果采用了APFC 电路,则Q1的电压规格至少为1000V。
·EMI和PFC 电路在SMPS中很常见。
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开关电源电路图讲解。
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开关电源电路图
一、主电路
从交流电网输入、直流输出的全过程,包括:
1、输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈
到公共电网。
2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。
3、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,频率
越高,体积、重量与输出功率之比越小。
4、输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
二、控制电路
一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或
脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的资料,经保护电路鉴别,提
供控制电路对整机进行各种保护措施。
三、检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表资料。
四、辅助电源
提供所有单一电路的不同要求电源。
开关控制稳压原理
开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开
关K和滤波电路提供给负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载提供能量;
当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能
量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装
置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放。图中,由
电感L、电容C2和二极管D组成的电路,就具有这种功能。电感L用以储存能量,
在开关断开时,储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载,使负载得到连续
而稳定的能量,因二极管D使负载电流连续不断,所以称为续流二极管。在AB间
的电压平均值EAB可用下式表示:
EAB=TON/T*E
式中TON为开关每次接通的时间,T为开关通断的工作周期(即开关接通时间TO
N和关断时间TOFF之和)。
由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,AB间电压的平均值也随之改变,
因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V
0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”(Time Ratio Control,缩写为TRC)。
按TRC控制原理,有三种方式:
一、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。
二、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。
三、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。