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東莞市玖琪實(shí)業(yè)有限公司
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開關(guān)電源工作原理 |
| 把交流通過(guò)二極管整流.電容濾波變成直流，再通過(guò)1620KHz左右高頻振蕩發(fā)生器 . 開關(guān)管和 高頻開關(guān)變壓器的作用,把直流轉(zhuǎn)換成所需要的振幅高頻脈沖電壓。較后再通過(guò)高頻二極把這高頻脈沖電壓整流.電容濾波輸出所需要的直流電壓。輸出的穩(wěn)壓是靠在輸出端取出取樣電壓去調(diào)整振蕩器的頻率和脈沖占空比。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整高頻脈沖電壓占空比后面達(dá)到輸出直流電壓的穩(wěn)定.調(diào)整輸出直流電壓原理也一樣,用人為的方法去改變振蕩頻率和脈沖占空耒實(shí)現(xiàn)改變輸出直流電壓目的。 簡(jiǎn)單說(shuō)開關(guān)電源的基本原理就是：交流變直流再變脈沖電壓又再變直流的一個(gè)過(guò)程。它具有穩(wěn)壓精度高，省耗小等特點(diǎn)。 一、開關(guān)電源的工作原理 開關(guān)電源的電壓轉(zhuǎn)換，是由開關(guān)晶體管、脈沖變壓器等組成的脈沖振蕩器，產(chǎn)生脈沖電，將300V的直流電經(jīng)脈沖變壓器的次級(jí)變換成所需要的電壓。電原理如圖2所示。  1、脈沖振蕩器的工作原理 1）脈沖振蕩器的啟動(dòng) 電源經(jīng)R10、R10A、R15給Q3（三極管）的b極（基極）、e極（發(fā)射極）提供正向偏置電壓，強(qiáng)迫Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。 2）脈沖振蕩器的振蕩過(guò)程 當(dāng)Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)后，+Vc就會(huì)經(jīng)脈沖變壓器的初級(jí)線圈、Q3的c極、e極、R15到電源的－Vc，此時(shí)脈沖變壓器的次級(jí)線圈就會(huì)產(chǎn)感應(yīng)電勢(shì)，次級(jí)線圈的一端接在－Vc，另一端經(jīng)R12、C8接到Q3的b極，且感應(yīng)電勢(shì)的極性與初級(jí)線圈的自感電勢(shì)是同極性的（圖中初次極線圈的上端均為同名端），便得Q3的b極得到更大的基極電流，加速Q(mào)3的導(dǎo)通直至Q3進(jìn)入飽和狀態(tài)。電路如圖3所示。 當(dāng)Q3飽和后，Ic不再變化，波形如圖4中t0到t3。經(jīng)過(guò)t3到t4的飽和過(guò)程后，自感電勢(shì)、感應(yīng)電勢(shì)的極性會(huì)隨其反轉(zhuǎn)，即上負(fù)下正。次極線圈中這個(gè)反轉(zhuǎn)后的電勢(shì)，正極經(jīng)R15加在Q1的e極，負(fù)極經(jīng)R12、C8加在Q3的b極，使得Q3處于反向偏置，促使Q3快速地從飽和狀態(tài)過(guò)度到截止?fàn)顟B(tài)，圖中t4到t6。Q3截止后，通過(guò)D8、R17、C7組成的吸收電路很快地將初極線圈中所產(chǎn)生的反向電勢(shì)以及反向電流吸收掉，圖中t6到t7。完成了一個(gè)振蕩周期。之后振蕩電路就會(huì)周而復(fù)始重復(fù)上述過(guò)程。 脈沖振蕩器的頻率由C8和所接的次極線圈的電感量所決定。  2、輸出電壓的調(diào)節(jié) 電路如圖2 。IC1是一個(gè)精密基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源，當(dāng)被檢測(cè)到輸出+5V電壓偏高（或偏低）時(shí)，通過(guò)光偶合器P421中的發(fā)光管照度加強(qiáng)（或減弱），光敏管內(nèi)阻下降（或上升）而電流增大，引起Q4的c極電流增強(qiáng)（或減弱），從而多分流（或少分流）掉Q3b極中一部分電流，使Q3延后（或提前）導(dǎo)通。使得圖4中t1到t3延后（或提前），從而引起波形在t2到t5之間的時(shí)間變短（或變長(zhǎng)），后面使脈沖的寬度發(fā)生寬窄的變化，進(jìn)而引起輸出電壓下降（或上升），以保證輸出電壓的穩(wěn)定。   3、開關(guān)電源的輸出 開關(guān)電源的一級(jí)電壓輸出有兩路：一路經(jīng)D9半波整流及C29的濾波，得到一個(gè)輸出為15V的電壓輸出。另一路經(jīng)D10的半波整流及C11、C12、L1、R88的濾波、Z06的穩(wěn)壓后，得到一個(gè)輸出為5V的穩(wěn)定電壓輸出。 二、開關(guān)電源工作原理—原理 開關(guān)電源的工作過(guò)程相當(dāng)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(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導(dǎo)通時(shí)，電壓低，電流大;關(guān)斷時(shí)，電壓高，電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。 與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過(guò)程是通過(guò)“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
一二級(jí)EMI電路過(guò)后，就到了整流部分了，這里主要有一個(gè)由四個(gè)整流二極管組建的整流橋堆，其功能是實(shí)現(xiàn)，將交流電轉(zhuǎn)變成為直流電。其之后就是高壓濾波電路了，這里會(huì)看到有一個(gè)或者兩個(gè)大電容，以電感線圈等，主要負(fù)責(zé)進(jìn)來(lái)的交流電進(jìn)行濾波，由于外部交流電頻率可能波動(dòng)較大，通過(guò)電容與線圈進(jìn)行濾波，可以得到比較平滑的直主流電。 再往下就是中間部分了，在電源的中間是變壓器部分。由于開關(guān)電源有多路輸出，包括3.3V、5V、12V等等，因此需要變壓器，將前面的直流電分成幾組輸出電壓。在變壓器之后的下面，就是電源輸出部分了。 三、穩(wěn)壓環(huán)路原理： 1、反饋電路原理圖： 2、工作原理： 當(dāng)輸出U0升高，經(jīng)取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后，U1③腳電壓升高，當(dāng)其超過(guò)U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出高電平，使Q1導(dǎo)通，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導(dǎo)通，UC3842①腳電位相應(yīng)變低，從而改變U1⑥腳輸出占空比減小，U0降低。 當(dāng)輸出U0降低時(shí)，U1③腳電壓降低，當(dāng)其低過(guò)U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出低電平，Q1不導(dǎo)通，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導(dǎo)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(fù)始，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。調(diào)節(jié)VR1可改變輸出電壓值。 反饋環(huán)路是影響開關(guān)電源穩(wěn)定性的重要電路。如反饋電阻電容錯(cuò)、漏、虛焊等，會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，故障現(xiàn)象為：波形異常，空、滿載振蕩，輸出電壓不穩(wěn)定等。
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| | 發(fā)布時(shí)間：2017.09.02 來(lái)源：開關(guān)電源廠家 |
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