爱问共享资料开关电源原理及各功能电路详解文档免费下载，数万用户每天上传大量最新资料，数量累计超一个亿 ，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]1AC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MOV1MOV2MOV3F1F2F3FDG1组成的电路进行保护当加在压敏电阻两头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F1F2F3会...

  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]1AC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MOV1MOV2MOV3F1F2F3FDG1组成的电路进行保护当加在压敏电阻两头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F1F2F3会烧毁保护后级电路②输入滤波电路C1L1C2C3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电阻上一段时间后温度上升后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2DC输入滤波电路原理①输入滤波电路C1L1C2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C3C4为安规电容L2L3为差模电感②R1R2R3Z1C6Q1Z2R4R5Q2RT1C7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]1MOS管的工作原理目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFETMOS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幅度提高最高可达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R4C3R5R6C4D1D2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CGSCGD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D1D2R5R4C3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依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R1C1R2C2为削尖峰电路L1为续流电感C4L2C5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R1C1为削尖峰电路L1为续流电感R2为假负载C4L2C5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C2R5R6R7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C3R4R2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C6L1C7组成π型滤波器R1C1R9C4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R7R8R10VR1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重新再启动周而复始当短路现象消失后电路能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U1③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1VUCC3842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R2C1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进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出原有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发生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OT2R6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UC38

  42③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R1Q1R2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D1R1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正反馈九功率因数校正电路PFC1原理示意图2工作原理输入电压经L1L2L3等组成的EMI滤波器BRG1整流一路送PFC电感另一路经R1R2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C6C7滤波PFC电压一路送后级电路另一路经R3R4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R1R2R3R4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R7R8R9R10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

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