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【圖文】開關(guān)電源電路組成及各部分詳解(一)

2018-03-21 11:30:01 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,電力設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,而電子設(shè)備都離不開可靠的電源,開關(guān)電源由于文章較長(zhǎng)不便于閱讀

隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,電力設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,而電子設(shè)備都離不開可靠的電源,

開關(guān)電源

由于文章較長(zhǎng)不便于閱讀,因此分兩篇進(jìn)行,本篇包括

一、開關(guān)電源的功能電路圖組成

二、輸入電路的原理及常見電路

三、功率變換電路

四、輸出整流濾波電路

五、穩(wěn)壓環(huán)路原理

一、開關(guān)電源的功能電路圖組成:

開關(guān)電源的主要電路圖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。

開關(guān)電源電路組成結(jié)構(gòu)二、輸入電路的原理及常見電路:

1、AC輸入整流濾波電路原理:

輸入濾波、整流回路電路原理圖

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阻值減小(RT1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:

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。

②R1、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、常見的原理圖:

3、工作原理:

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2組成緩沖器,和開關(guān)MOS管并接,使開關(guān)管電壓應(yīng)力減少,EMI減少,不發(fā)生二次擊穿。在開關(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關(guān)管的開關(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)降低開關(guān)管的開關(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為開關(guān)變壓器,其初極和次極

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