开关电源电路分析
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开关电源电路组成及常见各模块电路分析开关电源电路是一种将输入电流转换为高频脉冲的电路,通过变压器进行变换和滤波,最终将电源提供给负载。
它由多个模块组成,包括输入滤波器、整流器、功率变换器、输出滤波器和反馈控制器等。
下面我将对这些模块进行详细分析。
1.输入滤波器:开关电源电路的输入端通常会接入输入电源,因此需要一个输入滤波器来滤除输入电源中的高频噪声和电磁干扰。
输入滤波器通常由电容和电感构成,能够将输入电压平滑成纯直流信号,并提供稳定的电压给后续电路。
2.整流器:整流器的作用是将交流信号转换为直流信号,并提供稳定的电压给功率变换器。
常见的整流器有全波整流和半波整流两种方式。
全波整流使用四个二极管,能够将输入电压的正半周期和负半周期都转换为直流信号,效率更高。
而半波整流只使用两个二极管,仅将输入电压的正半周期转换为直流信号。
3.功率变换器:功率变换器是开关电源电路的核心部分,主要负责将直流信号转换为高频脉冲信号,通过变压器变换和带宽控制,将电源提供给负载。
常见的功率变换器有多种类型,包括单端交错式、反激式、降压升压式等。
这些变换器均具有高效率、可靠性和短路保护等特点。
4.输出滤波器:输出滤波器用于平滑功率变换器输出的高频脉冲信号,并将其转换为稳定的直流电压。
通常由电感和电容构成,能够滤除高频噪声和纹波,提供稳定的输出电压给负载。
5.反馈控制器:反馈控制器用于监测输出电压,并通过控制开关管的开关状态来实现自动调整电路的输出电压。
当输出电压低于设定值时,反馈控制器会调整开关管的开关状态,使电路输出电压回到设定值。
常见的控制方式有PID控制、PWM控制等。
以上是开关电源电路的常见模块。
这些模块通过相互协作,能够将输入电源转换为稳定的高频输出电压,并提供给负载。
开关电源电路具有高效率、小体积、轻量化等优点,在电子设备中得到广泛应用。
开关电源电路分析
开关管的工作原理是:当控制端的输入信号为高电平时,开关管导通,输入电源与传输装置连接,电流流过,输出电压稳定;当输入信号为低电
平时,开关管截断,输入电源与传输装置断开,电流停止流动,输出电压
为零。
输入滤波电路是用来对输入直流电进行滤波,使得输入电压稳定,减
小输入电压的纹波。
常见的输入滤波电路有电容滤波和电感滤波。
开关变换电路是开关电源电路的核心部分,其工作原理是通过一个开
关管来控制输入电源与传输装置的连接。
开关变换电路的核心是通过调整
开关管的导通和断开时间来改变输出电压。
常用的开关变换电路有单端开
关电源、双端开关电源和反激式开关电源等。
输出滤波电路是将输出的直流电进行滤波,减小输出电压的纹波。
输
出滤波电路通常采用电感滤波和电容滤波的组合,使输出电压更加稳定。
除了以上的基本部分外,开关电源电路还包括保护电路、反馈电路和
调整电路等。
保护电路主要用于检测和保护开关电源工作时的过电流、过
电压等异常情况,防止电路损坏;反馈电路用于对输出电压进行稳定控制,保证输出电压的稳定性;调整电路用于调整输出电压的大小,使得输出电
压能够达到期望值。
一、原理分析1、进线抗干扰电路该电路由R800、C801、T801、T802、C804组成,它们共同组成双向低通滤波器。
其中T801、T802是两个由扼流圈组成的互感滤波器,其结构具有对称性,高频信号在两个扼流圈上产生的电压极性相反,因此可以相互抵消,过到了对50Hz的交流市电呈低通、对各种高频信号呈高阻的目的。
2、自动消磁电路机器通电后,开关电源进入工作状态,开关电源向各负载电路提供工作电压。
其中从开关变压器T80317脚输出的交流电压经VD871整流、C872滤波得到约15V电压,除向主板相关电路提供工作电压外,还为自动消磁电路提供电压。
自动消磁电路由L801、RT801、JD800、VD884、V864、C829、R829构成。
长虹PF2999D彩电自动消磁电路与长虹其他彩电自动消磁电路有所不同,其他彩电的自动消磁电路一般为长闭式自动消磁电路(即机器正常工作时电路中的热敏电阻两端一直保持220V电压,热敏电阻一直呈发热状态)本机则采用继电器控制的常开式自动消磁电路(即机器通电时,热敏电阻与220V电压瞬间接通,而机器正常工作后,热敏电阻与220V断开)。
15V电压经继电器JD800线圈,一路加到三极管V864c极,另一路加到C829正端,对C829进行充电,由于C829两端电压不能突变,将在R829上端(即V864b极)产生0.7V电压,并使V864饱和,在继电器JD800线圈中产生电流,其常开触点闭合,220V交流电压加到热敏电阻RT801阻值迅速增大,在消磁线圈L801内产生一由强到弱的交变电流,其周围出现交变磁场,完成自动消磁动作。
随着C829的充电,R829上端(即V864b极)0.7V电压逐渐消失。
一秒左右后,V864退出饱和状态,继电器JD800线圈内无电流流过,其常开触点再次被断开,热敏电阻RT801与220V交流电压断开,保证机器正常工作时,RT801不处于发热状态,达到了节约电能的目的。
ATX电源电路的分析检修atx开关电源,从+5vsb、ps-on和pw-ok信号入手来定位故障区域,是快速检修中行之有效的方法。
一、+5vsb、ps-on、pw-ok控制信号atx开关电源与at电源最显著的区别是,前者取消了传统的市电开关,依靠+5vsb、ps-on 控制信号的组合来实现电源的开启和关闭。
+5vsb是供主机系统在atx待机状态时的电源,以及开闭自动管理和远程唤醒通讯联络相关电路的工作电源,在待机及受控启动状态下,其输出电压均为5v高电平,使用紫色线由atx插头(图1)9脚引出。
ps-on为主机启闭电源或网络计算机远程唤醒电源的控制信号,不同型号的atx开关电源,待机时电压值为3v、3.6v、4.6v各不相同。
当按下主机面板的power开关或实现网络唤醒远程开机,受控启动后ps-on 由主板的电子开关接地,使用绿色线从atx插头14脚输入。
pw-ok是供主板检测电源好坏的输出信号,使用灰色线由atx插头8脚引出,待机状态为零电平,受控启动电压输出稳定后为5v高电平。
脱机带电检测atx电源,首先测量在待机状态下的ps-on和pw-ok信号,前者为高电平,后者为低电平,插头9脚除输出+5vsb外,不输出其它电压。
其次是将atx开关电源人为唤醒,用一根导线把atx插头14脚ps-on信号,与任一地端(3、5、7、13、15、16、17)中的一脚短接,这一步是检测的关键,将atx电源由待机状态唤醒为启动受控状态,此时ps-on 信号为低电平,pw-ok、+5vsb信号为高电平,atx插头+3.3v、±5v、±12v有输出,开关电源风扇旋转。
上述操作亦可作为选购atx开关电源脱机通电验证的方法。
二、控制电路的工作原理atx开关电源,电路按其组成功能分为:交流输入整流滤波电路、脉冲半桥功率变换电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、ps-on和pw-ok产生电路、自动稳压与保护控制电路、多路直流稳压输出电路。
开关电源电路分析开关电源电路是一种常见的电源供应电路,其采用开关元件(比如晶体管)实现高效率的能量转换,能够将输入电压转换为所需的输出电压。
在现代电子设备中广泛应用,例如电脑、手机充电器等。
优点开关电源电路相比线性电源电路具有许多优点。
首先,开关电源电路的效率较高,能够实现更小的能量损耗,从而减少发热。
其次,由于采用开关控制,使得开关电源电路具有更好的调节性能和稳定性。
另外,开关电源电路可以实现不同输入电压到输出电压的转换,提高了适用范围。
原理开关电源电路的基本原理是通过不断打开和关闭开关元件,控制电能的流动,将直流电转换为高频脉冲,再经过滤波电路输出平稳的直流电。
其中,开关元件的导通和关断状态由控制电路控制,通常采用PWM(脉宽调制)技术实现。
三种基本结构单端开关电源电路单端开关电源电路是最基本的一种结构,由开关管、变压器、整流电路和滤波电路组成。
通过变压器的变换,将输入电压转换为所需的输出电压,并通过整流和滤波电路实现输出平稳化。
双端开关电源电路双端开关电源电路在单端结构的基础上增加了一个反激变压器,可以实现正负电压输出,适用于需要正负电压的场合,如全桥、半桥等拓扑结构。
开关降压升压电源电路开关降压升压电源电路能够实现输出电压高于或低于输入电压的情况,适用于需要多种输出电压的场合,例如电动汽车充电桩等。
设计考虑在设计开关电源电路时,需要考虑以下几个方面:首先是效率和稳定性,选择高效的开关元件和合适的控制电路是关键;其次是输出电压的精度和波动,需要合理设计滤波电路和反馈控制;最后是成本和体积,应该在满足性能指标的前提下尽可能减小电路的成本和体积。
应用领域开关电源电路广泛应用于各种电子设备中,例如通信设备、工业控制、医疗设备等。
随着电子技术的发展,对开关电源电路的要求越来越高,不断涌现出更加高效、稳定的设计方案。
总的来说,开关电源电路作为一种高效、灵活的电源设计方案,在现代电子领域有着重要的地位,为各种电子设备的稳定供电提供了技术支撑。
开关电源电路的分析和仿真研究开关电源是一种将输入电压变换为特定输出电压的电子电路。
它由开关器件、能量存储元件和控制电路组成。
开关电源具有高效率、小体积、适应性强等特点,已广泛应用于各种电子设备和系统中。
对于开关电源的分析和仿真研究,主要可以从以下几个方面展开:1.电路拓扑结构的选择:开关电源有多种拓扑结构,例如单端、双端和反激式等。
选择合适的拓扑结构将对电路的性能和可靠性产生重要影响。
在分析和仿真研究中,可以比较不同拓扑结构的优缺点,选择最适合特定应用需求的拓扑结构。
2.开关器件的选型与参数设计:开关器件是开关电源的核心元件,常见的有晶体管、MOSFET和IGBT 等。
在分析和仿真研究中,可以通过比较不同开关器件的特性和参数,选取性能优良、适用于设计要求的开关器件,并进行关键参数的设计与优化。
3.能量存储元件的选择与设计:能量存储元件主要包括电感和电容,用于存储和传输能量。
在分析和仿真研究中,可以通过合理选择和设计能量存储元件,实现输出电压的稳定性、纹波和转换效率的优化。
4.控制电路的设计与仿真:开关电源的控制电路主要包括开关驱动、反馈控制和保护电路等。
在分析和仿真研究中,可以通过合理设计控制电路,实现开关器件的合理驱动和输出电压的精确控制,并保证电路的安全可靠性。
对于开关电源的分析和仿真研究,可以使用专业的电路仿真软件,如Matlab/Simulink、PSPICE等进行建模和仿真。
通过调整电路参数、拓扑结构和控制策略等,可以对开关电源的性能进行全面评估和优化,并提出具体的改进方案。
总之,开关电源的分析和仿真研究是设计和优化开关电源的重要步骤,可以通过合理的电路设计和仿真分析,实现开关电源的性能优化和应用需求的满足。
开关电源工作原理解析及正反激电路图解
本文将介绍开关电源的工作流程,开关电源正激电路、反激电路原理图及工作过程分析,希望能对您有所帮助。
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压。
转为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比
50HZ高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热,成本很低。
如果不将50HZ变为高频,那幺开关电源就没有意义。
开关电源的工作流程是:
电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。
交流电源输入经整流滤波成直流
通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上
开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载
输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;
在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;
开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;。
一、开关电源的电路组成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。
开关电源各功能电路详解一、开关电源的电路组成。
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.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。
各种开关电源电路原理详细解剖开关电源是一种通过开关器件对输入电压进行快速开关来稳定输出电压的电源。
它可以将输入电压转换成较低或较高的输出电压,并具有体积小、效率高、稳定性好等优点。
以下将详细解剖开关电源的原理。
1.输入电路:开关电源的输入电路通常有电源滤波电路和整流电路组成。
电源滤波电路用于滤除输入电压中的噪声,提供干净的电源给整流电路使用。
整流电路一般采用桥式整流器,它将交流电转换为脉冲形式的直流电。
2.开关器件:开关电源的核心部分是开关器件,一般有开关管(如MOS管、IGBT)或晶闸管等。
开关器件通过控制开关管的导通和截止状态来调节输出电压和电流。
3.控制电路:控制电路用于监测输出电压和电流,并根据需求向开关器件发送开关信号,控制开关器件的开关状态。
常见的控制电路有反馈电路和PWM控制电路。
反馈电路通过比较输出电压和参考电压的差异来调节开关器件的开关状态,以保持输出电压稳定。
PWM控制电路则通过调节开关器件的导通时间和截止时间来控制输出电压的大小。
4.输出电路:输出电路用于将开关器件产生的脉冲电压转换为稳定的直流电。
输出电路通常由输出滤波电路和稳压电路组成。
输出滤波电路用于滤除输出电压中的脉动,提供稳定的输出电压。
稳压电路则通过反馈电路来调节开关器件的开关状态,保持输出电压的稳定。
5.保护电路:开关电源还需要一些保护电路来保护开关器件和其他电路免受异常工作条件的损害。
常见的保护电路有过压保护电路、过流保护电路和短路保护电路等。
综上所述,开关电源的原理是通过控制开关器件的开关状态来调节输出电压和电流。
开关器件由控制电路根据输出电压和电流的需求发送开关信号,控制开关器件的导通和截止。
输入电路和输出电路分别用于提供稳定的输入电源和转换输出电压。
保护电路则用于保护开关器件和其他电路免受异常工作条件的损害。
通过这些环节的协同工作,开关电源可以实现高效率、稳定性好的能量转换。
彩电实用开关电源电路分析在本文中分析常见的TA 四片机芯(即东芝Ⅱ型机芯)的开关电源电路。
该电路结构非常典型,应用广泛。
例如,早期的北京牌14英寸、18英寸彩电就采用这种类型的电路。
目前,长虹生产的新型彩电2191(21英寸)、2591(25英寸)也采用这种这种电路。
一、 电路基本结构图1 东芝四片机开关电路的原理方框图图1所示是该开关电源的原理方框图。
这是一个并联型自激振荡式开关电源。
220V 交流电经D801~D804四个整流二极管组成的桥式整流器整流后,负极端通过一个限流电阻R801接地。
正极通过C802、C807滤波后(这是一个由电容组成П型滤波电路)。
输出300V 左右的直流电压(该电压为波动的直流电压)。
Q801是开关管(NPN 型三极管)。
Np 是开关变压器的初级绕组。
一端与输入回路,另一端与Q801的集电极相连。
Ns 是开关变压器的次级绕组(这是一个有三个抽头的次级绕组,其中第③脚接地),D815、C818和D816、C820分别组成两个半波整流滤波电路。
为负载(指电视机的其它电路)提供114V 和24V 两种稳定的直流电压。
请注意变压器的同名端。
R803、R804和L801、R807、R809(R809未画出,是Q801基极与地之间的分压电阻)组成启动电路,在电源开启时给开关管提供启动电流。
开关变压器的正反馈绕组Nd (实际上这也是一个次级绕组)和D807~D809、R808、C811组成一个激励电路。
Nd 绕组的同名端与激励电路相连,为开关管提供正反馈。
另一端通过R805(这也是一个限流电阻)接地。
Q802、Q803组成一个脉冲宽度调制器,控制开关管饱和、截止工作时间。
开关变压器的负反馈绕组Ng (同名端接地)、R812、D812和Q805、D822组成保护电路,为开关电源提供过压和过流(输出电压过高和输出电流过大)保护功能。
负反馈绕组(取样绕组)Ng 、稳压二极管D814(提供基准电压)和取样电位器R851、Q804组成误差放大电路。
一、开关电源的电路组成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1、AC输入整流滤波电路原理:12①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3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。
②R1、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。
《开关电源电路分析》讲义——校企合作教材编者:梁奇峰 姜乔朋目录第一章 开关电源入门的介绍 (3)第二章 功率场效应管(MOSFET)的介绍 (8)第三章 基本拓扑结构 (14)第四章 PWM控制电路 (35)第五章 非隔离和隔离型电路的分析与设计 (41)第六章 电源输入级 (47)第一章 开关电源入门的介绍电源的重要性:电源犹如人体的心脏, 是所有电设备的动力。
设备的更新, 电源也跟随更新 。
;电源无法集成:(1)电源的功率通常都在1W以上,大功率的达到上万瓦。
(2)不同的设备需要不同的电源,对电压、电流、功率密度、体积、效率等要求都不一样。
(3)变压器、电感、大的电解电容也无法集成。
(4)电源的功率大,损耗也很大,散热也是一个问题。
1. 开关电源概念的引入市电 220Vac/50Hz 通常是不能直接给设备供电,需要经过变换之后得到设备 所需要的电压、电流或者功率等。
与传统的线性稳压电源相比,开关电源具有效率高、功率密度高、电压调整 率高、体积小、重量轻等诸多优势。
因而,在各行各业的电力设备中得到了广泛 的应用。
具体的应用如下:(1) PC电源: 输入100-240Vac, 50-60Hz, 输出电压为: 12V/14A, -12V/0.5A, 5V/18A,3.3V/14A;(2)笔记本适配器:输入100-240Vac,50-60Hz,输出20V/3.25A;(3)打印机电源;(4) 通信电源;(5)数电和模电实验箱中的电源:输出±5V,±12V ,±15V 给芯片或者 三极管供电,(差分放大电路中三极管工作时需要正、负电源,运算放大器有时 也需要正、负电源);(6)不间断电源(UPS);(7)医疗器械上的电源(如CT扫描仪所用的电源);(8)航空电源;(9)LED驱动电源;(10)电子镇流器;(11)液晶电视电源;(12)传真机、复印机的电源;(13)POL电源;(14)仪器仪表所用电源。
开关电源电路分析
开关电源是一种电压转换电路,主要的工作内容是升压和降压,广泛应用于现代电子产品。
因为开关三极管总是工作在“开” 和“关” 的状态,所以叫开关电源。
开关电源实质就是一个振荡电路,这种转换电能的方式,不仅应用在电源电路,在其它的电路应用也很普遍,如液晶显示器的背光电路、日光灯等。
开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、体积小等优点,缺点是功率相对较小,而且会对电路产生高频干扰,电路复杂不易维修等。
开关电源一般包括四要素:整流滤波、起动电路、正反馈电路和稳压电路。
开关式稳压电源具有转换效率高、耗电省、稳压范围宽、体积小和重量轻等特点。
为此,在彩色电视机电路中得到广泛应用。
电视机的开关电源有多种形式,但串联式脉冲宽度调制型开关稳压电源应用较为广泛。
下面以此种电路为例来分析。
一、工作原理及主要参数
1.电路组成及工作原理
串联型开关稳压电源的基本形式如图1所示。
图中,V为开关管,VD为续流二极管,L为储能电感线圈,CL为滤波电容,RL为负载电阻。
图1 串联型开关电源原理图
其稳态工作过程可作如下分析:
设开关管V 在T1期间导通,T2期间截止,周期性地变化,则其工作周期为T=T1+T2,见图4―57(a)。
由于负载RL 端电压为Uo,所以负载功率为Po=U2o/RL,负载电流为Io=Uo/RL 。
2. 主要参数及其计算
(1)占空比δ的确定。
当开关电源达到稳态工作时,电路处于平衡状态。
开关管V 导通期间的电流增量ΔiL1和截止期间的电流减小量ΔiL2应相等,即有:
11()()i o o o i
i o U U T U T L L
U U TU U T
--===δδδ (2)平均电流IL 及L 的确定。
由于负载与电感L 是串联的,因此电感中的平均
电流即为负载电流Io,故有 L o
I I =
当Ui 和Uo 确定后,由式(4―28)和式(4―30)δ、Io 也随之确定。
L 的最小值以Lmin 表示,则 2
min
1(1)2o o
U T L P δ-=
(3)滤波电容CL 的确定。
L 中的电流iL 是包含有三角波的脉动电流,因此应在负载RL 两端并联CL,以滤除纹波。
一般选取RLCL >> T 即可满足要求。
因一般彩电开关电源中选取T=64μs,负载端滤波电容一般选200μF 左右即可。
二、 串联式脉宽调制型开关电源电路分析
图2 开关电源实用电路
该电路由电源整流滤波、开关调整级、脉冲整流滤波级、误差放大和脉宽控制级等组成。
各电路构成一个闭环反馈控制系统。
串联式脉宽调制型开关电源的基本稳压工作过程如下:电网的交流电压经整流滤波送开关调整电路,由其变换为频率较高的脉冲电压,此电压再由整流滤波变为直流Uo 输出。
为了保证输出Uo 稳定,系统中加有反馈控制电路,此电路主要由误差放大器实现,它将输出Uo 和基准电压进行比较,提取二者的误差并进行放大返送至开关调整电路以改变开关导通时间,即改变其输出脉冲宽度,从而保持Uo 基本稳定。
1. 整流滤波电路
消磁 整流
取样、比较放
大
滤波
可控脉宽振
荡 来自行输出
变压器的逆
程脉冲
220V 电网电压经电源开关S801,保险丝F801,加至互感滤波器T801。
互感滤波器的作用是滤除进入电网的干扰脉冲,同时也滤除机内窜入电网的传导干扰。
2. 开关调整及间歇振荡电路
图3 开关调整电路原理图
3.误差放大及稳压控制电路
误差放大器是由厚膜集成电路STR —5412中的V3、VD1、R2、R3和R4构成,如图4所示。
其中,R2、VD1构成基准电源;R3、R4对输出电压进行分压取样;二者在V3发射结进行比较,在其集电极输出放大了的误差电压。
4. 自动消磁(ADC)电路
地磁和杂散磁场会对彩色显像管的三条电子束产生附加偏转,影响彩色显
开关变压器
V1
在STR-5412内
像管的色纯和会聚。
为了消除这种影响,必须加专门的消磁电路来进行消磁。
串联式开关电源的储能电感和负载对于输入电压是串联连接的,故机芯底盘带电,在调试和维修时需加接1:1隔离变压器。
三、开关电源技术的发展动向
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。
开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
开关电源
四、开关电源用途
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。
五、总结
通过几个月的《电视原理与现代电视系统》的学习,我们不仅了解了这一门学科,掌握了关于电视机原理与电视维修的一些知识,还通过陈松老师的引导,认识到在大学的学习中,首先要先找准自己的方向,根据自己的实际情况选择性的学习一些课程,做到因材施学,另外注重动手能力的培养,争取在走出校门之时,都能有所收获。