《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 電源技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 開(kāi)關(guān)電源原理及各功能電路詳解(一)
開(kāi)關(guān)電源原理及各功能電路詳解(一)
摘要: 開(kāi)關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI),、整流濾波電路,、功率變換電路、PWM控制器電路,、輸出整流濾波電路組成,。輔助電路有輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路,、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路,、輸出過(guò)流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等,。
Abstract:
Key words :

一,、 開(kāi)關(guān)電源的電路組成

開(kāi)關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路,、功率變換電路,、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成,。輔助電路有輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路,、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路,、輸出過(guò)流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等,。 開(kāi)關(guān)電源的電路組成方框圖如下:

二,、 輸入電路的原理及常見(jiàn)電路[:

1、AC輸入整流濾波電路原理:

 

① 防雷電路:當(dāng)有雷擊,,產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)導(dǎo)入電源時(shí),,由MOV1、MOV2,、MOV3:F1,、F2、F3,、FDG1組成的電路進(jìn)行保護(hù),。當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓超過(guò)其工作電壓時(shí),其阻值降低,,使高壓能量消耗在壓敏電阻上,,若電流過(guò)大,F(xiàn)1,、F2,、F3會(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路。

② 輸入濾波電路:C1,、L1,、C2、C3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,,防止對(duì)電源干擾,,同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。當(dāng)電源開(kāi)啟瞬間,,要對(duì)C5充電,,由于瞬間電流大,加RT1(熱敏電阻)就能有效的防止浪涌電流,。因瞬時(shí)能量全消耗在RT1電阻上,一定時(shí)間后溫度升高后RT1阻值減?。≧T1是負(fù)溫系數(shù)元件),,這時(shí)它消耗的能量非常小,后級(jí)電路可正常工作,。 ③ 整流濾波電路:交流電壓經(jīng)BRG1整流后,經(jīng)C5濾波后得到較為純凈的直流電壓,。若C5容量變小,輸出的交流紋波將增大,。 

 

一、 開(kāi)關(guān)電源的電路組成

開(kāi)關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI),、整流濾波電路,、功率變換電路,、PWM控制器電路,、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路,、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路,、輸出過(guò)流保護(hù)電路,、輸出短路保護(hù)電路等。 開(kāi)關(guān)電源的電路組成方框圖如下:

二,、 輸入電路的原理及常見(jiàn)電路[:

1,、AC輸入整流濾波電路原理:

 

① 防雷電路:當(dāng)有雷擊,產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)導(dǎo)入電源時(shí),,由MOV1,、MOV2、MOV3:F1,、F2,、F3,、FDG1組成的電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓超過(guò)其工作電壓時(shí),,其阻值降低,,使高壓能量消耗在壓敏電阻上,,若電流過(guò)大,,F(xiàn)1,、F2、F3會(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路,。

② 輸入濾波電路:C1,、L1、C2,、C3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,,防止對(duì)電源干擾,,同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾,。當(dāng)電源開(kāi)啟瞬間,要對(duì)C5充電,,由于瞬間電流大,加RT1(熱敏電阻)就能有效的防止浪涌電流,。因瞬時(shí)能量全消耗在RT1電阻上,,一定時(shí)間后溫度升高后RT1阻值減?。≧T1是負(fù)溫系數(shù)元件),,這時(shí)它消耗的能量非常小,,后級(jí)電路可正常工作。 ③ 整流濾波電路:交流電壓經(jīng)BRG1整流后,經(jīng)C5濾波后得到較為純凈的直流電壓,。若C5容量變小,,輸出的交流紋波將增大,。 

 

 

2、 DC輸入濾波電路原理:

① 輸入濾波電路:C1,、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,,防止對(duì)電源干擾,同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾,。C3,、C4為安規(guī)電容,,L2、L3為差模電感,。 ② R1,、R2,、R3,、Z1,、C6,、Q1、Z2,、R4,、R5,、Q2,、RT1,、C7組成抗浪涌電路,。在起機(jī)的瞬間,由于C6的存在Q2不導(dǎo)通,,電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。當(dāng)C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時(shí)Q2導(dǎo)通,。如果C8漏電或后級(jí)電路短路現(xiàn)象,,在起機(jī)的瞬間電流在RT1上產(chǎn)生的壓降增大,,Q1導(dǎo)通使Q2沒(méi)有柵極電壓不導(dǎo)通,RT1將會(huì)在很短的時(shí)間燒毀,,以保護(hù)后級(jí)電路,。

三,、 功率變換電路:

1,、 MOS管的工作原理:目前應(yīng)用最廣泛的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是MOSFET(MOS管),,是利用半導(dǎo)體表面的電聲效應(yīng)進(jìn)行工作的。也稱為表面場(chǎng)效應(yīng)器件,。由于它的柵極處于不導(dǎo)電狀態(tài),,所以輸入電阻可以大大提高,最高可達(dá)105歐姆,,MOS管是利用柵源電壓的大小,來(lái)改變半導(dǎo)體表面感生電荷的多少,從而控制漏極電流的大小,。

2,、 常見(jiàn)的原理圖:

 

 

3,、工作原理

R4,、C3、R5,、R6,、C4,、D1、D2組成緩沖器,,和開(kāi)關(guān)MOS管并接,,使開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力減少,EMI減少,,不發(fā)生二次擊穿,。在開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí),變壓器的原邊線圈易產(chǎn)生尖峰電壓和尖峰電流,,這些元件組合一起,能很好地吸收尖峰電壓和電流,。從R3測(cè)得的電流峰值信號(hào)參與當(dāng)前工作周波的占空比控制,因此是當(dāng)前工作周波的電流限制,。當(dāng)R5上的電壓達(dá)到1V時(shí),,UC3842停止工作,開(kāi)關(guān)管Q1立即關(guān)斷 ,。 R1和Q1中的結(jié)電容CGS,、CGD一起組成RC網(wǎng)絡(luò),,電容的充放電直接影響著開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)速度,。R1過(guò)小,,易引起振蕩,電磁干擾也會(huì)很大,;R1過(guò)大,,會(huì)降低開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下,,從而保護(hù)了MOS管,。 Q1的柵極受控電壓為鋸形波,當(dāng)其占空比越大時(shí),,Q1導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng),,變壓器所儲(chǔ)存的能量也就越多;當(dāng)Q1截止時(shí),,變壓器通過(guò)D1,、D2、R5,、R4,、C3釋放能量,同時(shí)也達(dá)到了磁場(chǎng)復(fù)位的目的,,為變壓器的下一次存儲(chǔ),、傳遞能量做好了準(zhǔn)備。IC根據(jù)輸出電壓和電流時(shí)刻調(diào)整著⑥腳鋸形波占空比的大小,,從而穩(wěn)定了整機(jī)的輸出電流和電壓,。 C4和R6為尖峰電壓吸收回路,。

4、推挽式功率變換電路: Q1和Q2將輪流導(dǎo)通,。

5,、有驅(qū)動(dòng)變壓器的功率變換電路

T2為驅(qū)動(dòng)變壓器,T1為開(kāi)關(guān)變壓器,,TR1為電流環(huán),。

四、 輸出整流濾波電路

1,、 正激式整流電路:

 

 

 

T1為開(kāi)關(guān)變壓器,其初極和次極的相位同相,。D1為整流二極管,,D2為續(xù)流二極管,,R1,、C1,、R2,、C2為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感,,C4、L2,、C5組成π型濾波器。

2,、 反激式整流電路:

T1為開(kāi)關(guān)變壓器,,其初極和次極的相位相反,。D1為整流二極管,R1、C1為削尖峰電路,。L1為續(xù)流電感,R2為假負(fù)載,,C4、L2,、C5組成π型濾波器,。

3,、 同步整流電路:

工作原理:當(dāng)變壓器次級(jí)上端為正時(shí),,電流經(jīng)C2、R5,、R6,、R7使Q2導(dǎo)通,,電路構(gòu)成回路,,Q2為整流管,。Q1柵極由于處于反偏而截止,。當(dāng)變壓器次級(jí)下端為正時(shí),電流經(jīng)C3,、R4、R2使Q1導(dǎo)通,,Q1為續(xù)流管,。Q2柵極由于處于反偏而截止,。L2為續(xù)流電感,C6,、L1,、C7組成π型濾波器,。R1,、C1、R9,、C4為削尖峰電路,。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。