DC---4辅助电源工作原理及调试说明
一、设计目的与要求
1、目的DC---4主要作为逆变电源的辅助电源。
2、要求①通过改变变压器等原件参数，DC---4可适合于几个电压等级输入，如现行用的有24V（+30%|-30%）、48V（+30%|-30%）、110V（+30%|-30%）、220V（+30%|-30%）、330V （+30%|-30%），而输出不变。
②技术指标要求：参见《DC-XXX--系列直流--直流开关电源技术指标》
二、DC---4工作原理及原件作用
DC---4是采用隔离式单端反激的多路输出电源。电路结构原理图见图1。
隔离式单端电源是指高频变压器作为主要隔离器件，且变压器磁芯仅工作在其磁滞回线一侧。所谓反激式是指开关功率管VT1导通时，它在初级电感线圈（变压器初级）中储存能量，而当VT1关闭时，初级线圈中储存的能量再通过次级线圈感应释放给负载。
单端反激式变压器的基本模式：
图1
图1中电路的工作过程：
当MOS管VT1导通时，电流从电池正极经脉冲变压器上端流经脉冲变压器至下端，再从功率管VT1的D极至S极，最后返回至电池负极。电流在流过脉冲变压器时它在变压器初级线圈中做功储存能量。经变压器耦合，使变压器次级产生了一个上正下负的电压，该电压同时使与变压器次级相连接的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止。在变压器次级回路无电流流过，即没有能量传递给负载。当MOS管VT1截止时，因电感线圈的自感电动势作用，电流方向变成了上负下正，经耦合，变压器次级电感线圈中的电压反转过来，即上正下负从而使得二极管导通，初级上电压经二极管整流成为直流单向脉动电压，该电压给输出电容C充电，同时在负载RL上也有了电流IL流过。
在整个电源运行系统中，电源系统实施的是个负反馈的过程。例：因某种原因使输出电压上升时，则采样回路把上升的信号采集至系统放大器即UC3842的反向端，经内部的比较后输出一个减窄脉冲的过程，经脉冲变压器传递至次级，使次级的导通等面积相应减小。从而使输出电压下降。同理，当输出电压下降时，也可理解为一个相反的过程使输出电压上升。
KM1-DC4B详细原理参见附录1
该电源根据需求，输出可以有DC24V,48V,110V,220V,330V五种，输出则为标准的12~15V/0.7A一路（VCC1），5V/0.3A一路（VDD）与VSS1共地，及12V/0.3A(或为24V/0.15A)一路（VCC3），24V/0.15A四路（VCC4~VCC6）其中24V/0.15A一般供给单相全桥主开关管的驱动部分，或三相半桥主开关管的驱动部分，其中三相半桥主开关管因为是共地所以用了一组VCC6供电（该电流应增大至0.3A）。
下面介绍KM1-DC4B电路及工作过程
KM1-DC4B有以下9个部分电路组成：
(a)输入导向电路部分、
(b)输入滤波电路部分、
(c)辅助供电部分、
(d)驱动脉冲输出主开关管和吸收阻容部分、
(e)脉冲变压器部分、
(f)次级快速二极管整流部分、
(g)输出电压采样反馈.芯片基准稳压、振荡部分、
(h)初级功率开关管过载短路保护、斜坡补偿部分、
(i)软启动部分、
(a)直流输入导向部分：
该部分由D1组成，利用二极管的单向导通作用，使辅助电源只能在正向供电时才能正常工作。如果输入接反，由于输入端有一个导向二极管，输入接反KM1-DC4B电源不工作。
(b)输入滤波电路部分：
该部分由C1.C2.C3.C4.L1组成。组成了π复试输入滤波部分，正常工作时，该滤波器有两大功能，①可以有效阻止外部供电部分的杂波及浪涌电压进入辅助电源主机。②可有效地防止辅助电源内部因开关管高速导通与截至时所产生的强烈电磁谐波辐射干扰外部供电电源，并可减小对外的反灌噪声电压。
(c)辅助供电部分：
该部分由逆止二极管D3、快速二极管D4、上偏流电阻R1、脉冲变压器N3绕组滤波电容C7、C8组成。输入一上电时上偏流电阻R1提供给UC3842 ⑦脚1.5~2mA的启动电流。使UC3842启动工作，（UC3842启动后，工作电压可在11.5~22V内都可正常工作）并令开关管VT1瞬间导通，这时反馈绕组N3也同时感应出电压，该电压提供输出交流电压并经D4整流滤波至17V，与从流经R1的电流同时为UC3842提供工作电压。当启动瞬间过程完成后（UC3842内部功能决定），UC3842工作电流立即上升为>10mA，这时R1已经输不出这么大的电流，（如没N3绕组提供反馈电压则UC3842内部欠压功能会立即动作而关闭驱动输出）而正好由反馈绕组N3提供输出约17V电压，给UC3842供电，从而完成了一个连续的过程。
而当UC3842启动后，则该集成电路的工作电压在11.5~22V之内可以可靠工作。但在启动完成后的正常工作时，该下限关闭电压为11.3~11.5V。
电阻R1的取值为最低直流输入供电时，使其满足>2mA/17V。当反馈绕组辅助电源正常工作时，此时供电在DC-17V时，要使反馈绕组N3提供的输出电压>11.5V。如果低于11.5V，会使UC3842欠压保护动作而无驱动输出。此时尽管瞬间D4处于导通，但因电压较低使D3因反偏而截止。正常工作时所有的供电电流均有绕组N3承担。
(d)驱动、脉冲输出主开关管和吸收阻容部分：
由UC3842 ⑥脚提供驱动输出脉冲，经消振电阻R3接入到VMOS功率管VT1的G极。该电阻的大小可控制驱动脉冲前后沿的斜坡及输出的毛刺电压VP-P。电阻阻值大，则前后沿斜率大，VMOS功率管易发热，但输出的毛刺电压VP-P会适当减小，对于DC220~330V 供电的电源中，R3从22Ω增加至75Ω时，毛刺电压可减小50~75V左右。R3可靠的选择范围在22~75Ω之间。
吸收电阻R2吸收电容C6，吸收二极管D2组成了VMOS主开关管VT1上端吸收回路R15、C15组成了VMOS主开关管下端阻容吸收回路。在开关电源中该部分器件一方面可以改变功率管在关断时电流与电压的相移角度，使关断时的电压与电流相交点下移，从而使关断功率可有效的减小，另一方面可以使主变压器在开断瞬间产生的自感电动势，（该电动势全部落在开关管的两端）经电容吸收，从而使开关管两端的电压维持在一定的电压范围内。不使开关管因过电压而造成击穿损坏。
(e)脉冲变压器部分：
脉冲变压器B1起到了功率传递和电压变换作用。开关功率管VT1导通时，它在初级电感线圈中储存能量，电流方向是上正下负，而当VT1关闭时，电流方向是下正上负，同时产生很高的自感电动势，（即长指的反峰电压，由上端、下端吸收电路耒解决）。
同理，次级线圈接快速二极管的上端（同名端）为正，二极管导通，初级线圈中储存能量再通过次级线圈感应释放给负载。
(f)次级快速整流部分：
VCC1：由D5、R16、C16、C17、L2、C20、R23组成了VCC1（12~15V最大1.5A）的主绕组供电部分。并联在D5二端的R16、C16是吸收D5的反峰电压，用以防止D5过电压击穿，C17、L2、C20组成了π行滤波电路，用以平滑直流输出。R23是直流主绕组的假负载电阻，可使于该绕组空载时也有一点负载电流，用于稳定整个电源系统工作之用，但电流太大时，会造成整机效率下降。
VDD：由D6、R17、C18、C19、U2、C24、C25组成了VDD(5V/0.3A)的供电部分。并联在D6二端的R17、C18是吸收D6的反峰电压，用以防止D6过电压击穿，C19、C24、C25组成了前后级滤波电路，用以平滑直流输出。U2是一个输出为5V/1A的三端稳压电路，最大稳定电流为1A。目前只用0.3A，用于稳定输出。
VCC2：由D9，R24，C28，C29，U3，C30，C31，C32组成了VCC2（12V 0.3A/24V 0.15A）的供电部分。并联在D9二端的R24、C28是吸收D9的反峰电压，用以防止D9过压击穿，C29、C30组成了前后级滤波电路，用以平滑直流输出，C31、C32用于吸收尖峰毛刺电压。U3是一个输出为12V/1A的三端稳压电路，最大稳定电流为1A。目前只用0.3A，用于稳定输出。
VCC3：由D10，R25，C33，C34，U4，C35，C36，C37组成了VCC3(24V/0.15A)的供电部分。并联在D10二端的R25，C33是吸收D10的反峰电压，用以防止D10过电压击穿，C34、C35组成了前后级滤波电路，用以平滑直流输出，C36、C37用于吸收尖峰毛刺电压。U4是一个输出为24V/1A的三端稳压电路，最大稳定电流为1A。目前只用0.15A，用于稳定输出。
VCC4~VCC6：工作原理同VCC3一样，唯一的区别是VCC6输出为24V/0.3A。
(g)芯片基准稳压、输出电压采样反馈、振荡部分：
芯片基准稳压由UC3842的内部稳压功能组成，在UC3842的②脚输出稳定的5V精度为2%电压，可提供50mA的能力。可为相应各路提供5V基准电压。
采样反馈由初级端、次极端、以光耦为区分两大部分组成
初级端由R5，C9及UC3842 ①脚②脚（UC3842内部的高速运算放大器）及R7,R8组成。①脚是UC3842内部的高速放大器的输出端，②脚是UC3842内部的高速放大器的反向输入端，其中高速运算放大器正向端③脚已在UC3842内部接入2.5V基准电压。R5，C9组成了该高速放大器的反馈补偿部分，用于防止增益过高而导致振荡。R7,R8组成光耦发射极的信号输出端。经光耦传递过来的次级VCC1的工作状态经R7,R8送入UC3842内部的高速放大器的反向输入端②脚。
采样反馈次级端由R18，R19，R20，R21，R22，W1，D7，D8，C23组成。其中R18是光耦限流电阻，R19是光耦分流电阻（因为D8，TL431最佳状态是工作在10mA附近，而光耦最佳状态是工作在1.5~3mA附近），R21,W1,R22是VCC1输出采样电阻，R20,C23是并联型三端基准稳压电路D8（TL431）的反馈补偿部分。调节阻值使TL431的输入端为2.5V，可使光耦发光管导通程度强弱而使光耦三极管部分放大高低，通过R8引入至②脚/UC3842内部的高速放大器的反向输入端，最终形成电源系统负反馈而使输出电压稳定。
振荡部分由芯片内部振荡放大器，外围R6振荡电阻、C13振荡电容组成。本机的振荡频率120KHz左右。
(h)初级功率开关管过载短路保护、斜坡补偿部分：
由串入在VMOS功率管VT1上的取样电阻R14和R13,C14组成。该采样采集到的是流过VT1的峰值电流，经R13,R14滤除毛刺电压，经过R9送入到UC3842的③脚。正常时为③脚<1V。当过流过载时该电压会超过1.17V，这时UC3842限流功能起作用，导致⑥脚输出脉冲宽度变窄，从而达到输出限流，当采样到的信号电压更大，则导致⑥脚输出脉冲宽度
变窄以致关闭驱动输出。
斜坡补偿部分由射极跟随器VT2组成，其中R11为基极串联电阻，R12为发射极负载电阻R10为输出电阻，该器件组成了对U1（UC3842）的斜坡补偿，目的是修正进入
U1(UC3842)电流放大器③脚的电流取样波形。一般不加补偿时，因电流取样回路取过来的
波形受到主回路中脉冲变压器及高速大电流的开关冲击，取出的波形是一个不理想的斜三角
波，而经过由R10,R11,R12组成的射极跟随器的形成，即取出了正常的主机振荡波形，因
VT2的高阻输入而不对UC3842 ④脚的振荡波形有影响，所以在U1(UC3842)的③脚与电流
取样信号合成后，相应用标准的斜三角形的振荡波形校准了输入电流波形，使送入
U1(UC3842) ③脚的波形变成了一个近似的理想斜三角波形。最终结果可以明显的改善整机
在满功率工作时主回路开关波形。一般要求校准补偿波形幅度。在无信号输入时取值直流幅
度最大，不得大于VPP 1.1V。本机现取值VPP 0.8V左右。实测结果：在低压输入48V以下
时，可不用斜坡补偿，但在高压输入220V时，加与不加斜坡补偿,有明显区别。不加斜坡补
偿整机输出明显开始振荡。但这时，有几个电阻参数需调整。R12调至3.9~4.7K，R10调至
2~3K。如不调，会使R1上的压降太大，UC3842达不到启动的最小电压（16.5~17V）。
(i)软启动
由C12,R4,D0,UC3942 ①脚组成。当由R1降压提供的17V电压一上电通过R4给电解电容C12充电，因电容刚开始时的电压为零，逐步充电到满额电压（充到5V时间为3RC,
约为1.41S），因接在电容正极的UC3842 ①脚上的电压是随着电容两端的电压改变。（当达
到0.7×R×C×5V，时间约为0.33S，此时电压约为1V），UC3842 ①脚的特征是0~0.5V全关
闭，大于0.5V后开始逐步开通，到>1V时全开通。所以刚开始时输出脉冲为零，并逐步展
宽脉冲宽度，从而起到了软启动作用。D0作用于当关闭输入电压时，C12能通过D0快速
放电，以防止输入电压抖动时再启动时，C12不至于没放完电，而导致软启动失效。
KM1-DC4B DC220V调试工艺
一、调试前的准备
1.1工具及仪表：应备好烙铁、镊子、尖嘴钳、剪线钳、细丝刀、剪刀等常用电工工具，万
用表，高压直流电源DC0~300V/0.2KW纹波<200mV的可调直流电源一组，辅助直流电源
一组（17V/0.1A），示波器，摇表，模拟指示灯等仪表。
2.调试部分及顺序：第一步先调、观察UC3842各点电压值，辅助电源部分。第二步调主控
板，第三步调主机，第四步带负载检测。
1.1.1静态检查：对照控板电路图及印版图，仔细检查有无错焊、漏焊、虚焊、焊点短路、
原件相碰等情况，将可疑点重焊，特别注意集成块的方向是否接反，电解电容的极性是否接
对，并改正。
1.1.2先短接R1，在主回路断开开关管D极或脉冲变压器初级绕组的一个头，（即断开印版
VT1 D极到脉冲变压器的断口），在电源输入端加上直流电压17V，（可用0~300V可调稳压
源或由调压器加整流滤波电容组成的直流电源。容量应大于200W）。
1.1.3次电压正常后，在UC3842集成块（管脚7）
测量各点电压是否正常，可见下表一
表一、UC3842各点电压值
管脚号 1 2 3 4 5 6 7 8
管脚功能电流保护端电压放大器
反相端
电压放大器正向端振荡输
入端
接地驱动输出电源
（＋）
电源内
部基准
静态电 4.9 0 1* 2.5* 0 0.2~0.8VCC VCC 5
标注：*号是用示波器直流档测量 VCC=16.5~18V 静态电压是指 UC3842 上电，但主回路未供正常电压时测的电压。动态电压是指闭环运行时测的电压。
1.1.4（对应24V 电源应加20V ，对应48V 电源应加30V ，对应110V 应加70V),对应220V 电源应加150V 。用示波器检查UC3842管脚4是否有斜三角的锯齿波，幅度
2.5V 频率120~130KHz 周期8.3us 。改变R6、C13的数值可改变振荡频率。计算公式F=1.8/RC R 单位是欧姆，C 的单位是法拉，F 的单位是赫兹。
1.1.5用示波器检查UC3842管脚6驱动输出是否正常，正常时应为近似满幅度的矩形波，占空比>0.95，且功率管G 、S 端电压Vgs=16.5V~18V ，若超过22V 范围，功率管易损坏，见图1.同时检查UC3842其它管脚，当管脚1电压>1V 。管脚3电压<1.17V 时，管脚2电压=0V ，管脚8电压=5V 说明控制电路正常。如各级都正常，则可转入下一步。如不正常，大
部分故障出在元件管脚焊错或焊接短路上。
1.2.1加电调试：在直流供电电源回路中接入0.3A 的保险丝，（可用d=0.15的铜丝替代，以2W/100K 以上的电阻做骨架，焊在电阻上，1根铜丝约3A 的熔断电流），并串入20W/20Ω的功率电阻以防止功率开关管损坏。（当电路各部分正常后该电阻应取消）。示波器探头接地夹接电源负极，探头夹住开关管VT1 D 极，主控输出端VCC1接1/7-10容量的负载，可取100Ω/5W 的电阻。以后正常时在全额带载。图2-图3的波形是满载时的波形，轻载时波形有所区别，占空比小。调试时采用2个电压表检测，一个观察输入直流电压，另一个观察主控绕组输出直流电压。
此时要注意几点：1、输入电压升至130~150V 时，吸收电阻是否发烫。2、VT1的DS 极波形是否稳定不抖动。3、散热器是否发烫，注意极限为80度。4、是否有异常冒烟及吱吱叫声。有上述现象应马上断开供电。如无异常现象，可让电源在此状态下支持几分钟再往下进行一步。
最常见的现象是单独查看UC3842各功能多正常，而R1接入后，输入电压加到此值，而输出没反应，即UC3842无脉冲输出，次级也无电压输出。一般输出空载时应能启动，这压（V ）
动态电压（V ）
1~4.9
>2.5时脉宽变窄 1.0~1.1* 2.5* 0 VCC －0.6* VCC 5－0.05 故障时
电压
（V ） 1<时开始保护，此时已无驱动脉冲 >1.17*时脉宽变窄，继续增大时会使脉冲宽度近似为0
主要是R1阻值太大，提供不出2mA/17V电压，反馈绕组供电不足。这可边测量UC3842 ⑦脚边调高输入电压，观察到DC150V时为⑦脚多少伏，如总达不到启动电压17V则说明需要调整供电绕组圈数了。可增加10%的N2圈数后再调整。理想合格的电源满载时应在标准供电－30%时能启动，空载时应在标准供电－55%~－60%时能启动。注意电源在最高输入且满载时要观察UC3842 ⑦脚电压不能超过22V，最好的电压为19V以下。如有这现象，一般启动电压很低，约45%~55%。可适当减小10%的N2圈数后再调整。
1.2.2调节直流供电电源（调压器）逐步升压，当调压到30~100V时并用示波器观察功率管
D、S之间的波形是否正常，此时波形见图4，当调压到130~150V时并用示波器观察功率管D、S之间的波形是否正常，此时波形见图2。并用数字表测量输出电压是否达到要求，并逐步升高电压至220V。用数字表测量输出电压是否达到要求16V，若没有，通过调节电位器W1，调节占空比以使输出达到要求，调试时往往会出现输出电压与标准的差异太大，如输出过高，调节电位器不起作用，这时可调整R19，逐步以100Ω阶梯增加阻值，最大值为2K。如输出过低时，可调整R19，逐步以100Ω阶梯减小阻值，最小值为0.82K。也可以同时改变R22的阻值，增加阻值可使输出增大，但不宜超过4.7K。
当主控绕组输出正常后，可单独加载：（注意因主绕组回路电流加大，会使快速二极管烧毁，所以要再并联一个同规格型号的二极管）。即把其它几组的负载总和并加在一起。注意其它几个绕组（计算输出电压时应以三端稳压集成电路的输入端电压为准。可供参考的是输出电压加上3V。例：24V输出的以27V为参考）。KM1-DC4B最大输出功率为30W。可带湖足此功率，观察各波形是否异常。元件是否超温。当在最高输入电压时，VT1 D、S端电压不应超过800V含反峰毛刺电压。可参见图2.同时用示波器测量R14两端的电压，该电压波形参见图3在满载时最大幅值，即斜三角形顶端值不要超过平均输入电流的2.2~3倍。电流大，说明脉冲变压器初级圈数少，可适当增加5%~10%的圈数。也可以实测或换算，即平均输入电流=实际输出功率/效率（0.75）/输入电压。
一般为了使其它几组电压达到最小输出，必须使主控绕组至少要有1/3的负载，这时才能使占空比增大，使次级其它绕组的占空比也同时增大。才能使每组7824空载时输入电压为27~35V之间。如输出为15V则应在17V~25V之间。当带0.15A负载时，输入电压为27~30V 之间，如输出为15V则应在18V~22V之间。每一组输出应为24V 0.2V的误差。如输出24V回路达不到上述指标，可在VCC1/16V继续输出端加重负载。
短路保护：在VCC1输出端短路时，这时该绕组输出电压应近似为零。改变电阻R14阻值可调整短路动作点，R14增加范围在30%之内。阻值越大，短路动作点越早，短路电流越小。过载保护：在VCC1输出端1.3倍过载时，这时该绕组输出电压应下降，短路任意一个绕组，主绕组输出电压多应下降。
1.2.3：检查调整电压稳定率：输出负载全部接上，VCC4~VCC6.24V(15V)接0.1A，VCC1/16V 接1A。升高电压至220V+30%=286V，这时16V绕组应在16V+0.2V之内，24V回路应在24V+0.24V即24.24V。降低电压至220-30%=154V，这时16V绕组应在16v-0.2V之内，24V 回路应在24-0.24V即23.76V。
1.2.4检查纹波电压：用示波器交流档测量24V每组输出，Vp-p值不大于200mV，12V输出不大于200mV，用毫伏表测量时，测量24V每组的输出，平均值<30mV，12V输出组，平均值30mV。
1.2.5：对于辅助电源板用于>5KW时，应使5组24V电源输出电压尽可能保持一致，5组误差不大于0.15V，并使输出纹波电压尽量可能小。Vp-p值不大于150~200mV，16V输出不大于150~200mV。
最后检测下1.2.6.检查是否达到各项技术指标
1.3.0.常见事故及注意事项
1.3.1.脉冲变压器头尾搞错，导致打管子。
1.3.
2.有时加上直流输入电压后，机器不工作而检验UC3842驱动正常，这可能是由于启动电路未能提供足够的启动电流。
1.3.3.对于220V电源，2SK960(900V/2A/40W)（也可用其它相等或大于该型号的功率管代替目前用的2SK2717）易损坏。
1.3.4.Vds波形尖峰太高，缓冲电路电阻R2太热，应注意变压器的绕组同时加大吸收。
1.3.5.五组24V输出在带负载时出现纹波毛刺电压过大，VPP值超过2V，导致逆变电源在大功率带负载时不正常工作。解决方法可在输出端对地接入102/1KV~222/1KV瓷片电容，在大部分情况下可解决。或者可在输出端接入1个?18~20mm的铁氧体磁环用?0.35mm漆包线共轭绕法绕制2×20T，接入正负回路中，共轭线圈正负输出端各接1个472/1KV瓷片电容中间串联并对地，此方法能很有效地减小和防止谐波干扰。
1.4.0.技术指标
1.4.1.输入电源电压：DC.24V.48V.110V.220V.330V.±30%
1.4.
2.输出电压、电流：VCC1=16V±1% 0.7A，VDD1=5V±1% 0.3A，VCC2=12V±1%
0.3A(24V/0.15A)，VCC6=24V±1% 0.3A
1.4.3.额定输出功率：30W，最大输出功率40W。
1.4.4.电压调整率：<1% 1 I(I指额定输出电流)
1.4.5.负载调整率：<1% 0.2~1 I
1.4.6.纹波系数：30mV（指输入标准值，输出1 I平均值）VPP=200mV
1.4.7.整机效率：多路电源>75%
1.4.8.工作环境温度：-10~45℃温升：<35℃
1.4.9.温度漂移：±0.05%/℃
1.4.10.绝缘强度：输入对输出，输入对外壳(DC1.5KV)，输出对外壳（5倍Vout，1分钟不击穿）
1.4.11.过载承受能力：1.1 I（10分钟）
1.4.1
2.保护方式：①输出短路②输出过流
一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算， 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路
图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
相关开关电源原理及电路图 2012-06-03 17:39:37 来源:21IC 关键字：开关电源电路图 什么是开关电源?所谓开关电源，故名思议，就是这里有一扇门，一开门电源就通过，一关门电源就停止通过，那么什么是门呢，开关电源里有的采用可控硅，有的采用开关管，这两个元器件性能差不多，都是靠基极、(开关管)控制极(可控硅)上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅就导通，由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通，通过开关变压器传到次级，再通过变压比将电压升高或降低，供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来，电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压，电源调整管截止，300V电源被关断，开关变压器次级没电压，这时各电路所需的工作电压，就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时，重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器，因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢，这就需要有个振荡电路产生，我们知道，晶体三极管有个特性，就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态，0.7V以上就是饱和导通状态，-0.1V- -0.3V就工作在振荡状态，那么其工作点调好后，就靠较深的负反馈来产生负压，使振荡管起振，振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定，振荡频率高输出脉冲幅度就大，反之就小，这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢，一般是在开关变压器上，单绕一组线圈，在其上端获得的电压经过整流滤波后，作为基准电压，然后通过光电耦合器，将这个基准电压返回振荡管的基极，来调整震荡频率的高低，如果变压器次级电压升高，本取样线圈输出的电压也升高，通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高，这个电压加到振荡管基极上，就使振荡频率降低，起到了稳定次级输出电压的稳定，太细的工作情况就不必细讲了，也没必要了解的那么细的，这样大功率的电压由开关变压器传递，并与后级隔开，返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开，所以前级的市电电压，是与后级分离的，这就叫冷板，是安全的，变压器前的电源是独立的，这就叫开关电源。 图开关电源原理图1
UC3842/UC3843隔离单端反激式开关电源电路图 开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术，而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率，系统的稳定性和动态特性也得以明显改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。 电流型PWM集成控制器已经产品化，极大推动了小功率开关电源的发展和应用，电流型PWM控制小功率电源已经取代电压型PWM控制小功率电源。Unitrode 公司推出的UC3842系列控制芯片是电流型PWM控制器的典型代表。 DC/DC转换器 转换器是开关电源中最重要的组成部分之一，其有5种基本类型：单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。下面重点分析隔离式单端反激转换电路，电路结构图如图1所示。 图1 电路结构图 电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I 流过。M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。
图2 M1导通与截止的等效拓扑 电流型PWM与电压型PWM比较，电流型PWM控制在保留了输出电压反馈控制外，又增加了一个电感电流反馈环节，并以此电流反馈作为PWM所必须的斜坡函数。 下面分析理想空载下电流型PWM电路的工作情况(不考虑互感)。电路如图3所示。设V导通，则有 L·diL/dt = ui (1) iL以斜率ui/L线性增长，L为T1原边电感。经无感电阻R1采样Ud=R1·iL送到脉宽比较器A2与Ue比较，当Ud>Ue，A2输出高电平，送到RS锁存器的复位端，此时或非门的两个输入中必有一个高电平，经过或非门输出低电平关断功率开关管V。当时钟输出为高电平时，或非门输出始终为低电平，封锁PWM，这段时间由时钟振荡器OSC输出脉冲宽度决定，即PWM 信号的死区时间。在振荡器输出脉冲下降同时，或非门两输入均为低电平，经或非门输出为高电平，V导通。 图3 理想空载下电流型PWM电路 简言之，PWM信号的上升沿由振荡器下降沿决定，而PWM的下降沿由电感电流限值信号和误差信号Ue共同决定，最大脉宽的下降沿受振荡器上升沿控制。图4为其工作时序图。
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开关电源电路详解图 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。 三、功率变换电路 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS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大提高，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： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2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
开关电源维修步骤及常见故障分析- 电源 1、修理开关电源时，首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路，如电源整流桥堆，开关管，高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常，上述部件如有损坏则需更换。 2、第一步完成后，接通电源后还不能正常工作，接着要检测功率因数模块(PFC)和脉宽调制组件(PWM)，查阅相关资料，熟悉PFC和PWM模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。 3、然后，对于具有PFC电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380VDC左右，如有380VDC左右电压，说明PFC模块工作正常，接着检测PWM组件的工作状态，测量其电源输入端VC ，参考电压输出端VR ，启动控制Vstart/Vcontrol端电压是否正常，利用220VAC/220VAC隔离变压器给开关电源供电，用示波器观测PWM模块CT端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形，如TL494 CT端为锯齿波，FA5310其CT端为三角波。输出端V0的波形是否为有序的窄脉冲信号。 4、在开关电源维修实践中，有许多开关电源采用UC38××系列8脚PWM组件，大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏，或芯片性能下降。当R断路后无VC，PWM 组件无法工作，需更换与原来功率阻值相同的电阻。当PWM组件启动电流增加后，可减小R值到PWM组件能正常工作为止。在修一台GE DR电源时，PWM模块为UC3843，检测未发现其他异常，在R(220K)上并接一个220K的电阻后，PWM组件工作，输出电压均正常。有时候由于外围电路故障，致使VR端5V电压为0V，PWM组件也不工作，在修柯达8900相机电源时，遇到此情况，把与VR端相连的外电路断开，VR从0V变为5V，PWM 组件正常工作，输出电压均正常。 5、当滤波电容上无380VDC左右电压时，说明PFC电路没有正常工作，PFC模块关键检测脚为电源输入脚VC，启动脚Vstart/control，CT和RT脚及V0脚。修理一台富士3000相机时，测试一板上滤波电容上无380VDC电压。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，测量场效应功率开关管G极无V0 波形，由于FA5331(PFC)为贴片元件，机器用久后出现V0端与板之间虚焊，V0信号没有送到场效应管G极。将V0端与板上焊点焊好，用万用表测量滤波电容有380VDC电压。当Vstart/control 端为低电平时，PFC亦不能工作，则要检测其端点与外围相连的有关电路。
UC3842组成的开关电源维修经验 UC3842芯片作为小功率开关电源的PWM脉宽调制芯片，在进行开关电源维修过程中，经常会遇到由于故障引起的uc3842/uc3844不能正常工作，现将电源不能起振或轻微起振（测量输出端电压低），但没有正常工作（表现为8Pin无5V）可能的原因作如下总结： 1、首先检查7Pin所连接的电解电容（或者反馈线圈所连接的电解电容），查看其容量是否符合要求，如该电容容量明显减小，更换后应该不起振的故障就能恢复；如该电容正常，进行下一步检查。 2、在电路板上单独给uc3842/uc3844的7Pin加16V电压，测量其8Pin是否有5V，如果测量8Pin有5V电压存在，则说明此芯片没有问题；如没有5V电压，须将uc3842/uc3844拆下来单独加电16V至7Pin，测量8Pin是否有5V，如果仍然没有5V，则可证明芯片已经损坏；如果测量8Pin有 5V存在，则应该是与8Pin相连接的外围元器件与地之间有短路存在。此步骤主要是检测c3842/uc3844芯片本身是否损坏，如果芯片没有损坏，基本可以排除故障出在初级部分，可以进行下一步检查。（附：检测uc3842/uc3844芯片损坏与否的另一种方法为：在检测完芯片外围元器件（或更换完外围损坏的元器件）后，先不装电源开关管，加输入电测uc3842/uc3844的7Pin电压，若电压在10—17V间波动，其余各脚分别也有电压波动，则说明电路已起振，uc3842基本正常，若7脚电压低，其余管脚无电压或电压不波动，则uc3842/uc3844已损坏。） 3、检查次级侧，推测应该是次级由于输出过载或短路，导致电流增大，进而反映到初级侧使 uc3842/uc3844芯片的3Pin实现保护，这就需要对次级侧实现过流保护功能的电子元器件进行逐一测量，直至查出故障。 现将uc3842/uc3844芯片正常工作时主要引脚电压列于下面： 1Pin：1.5V 2Pin：2.5V 3Pin：0.005V 6Pin：1.05V 7Pin：14.1V 8Pin：5 V 昨天一同行送来一西门子75KW的驱动板电源，主诉为电源有尖叫声，开关管发烫，而次极电压“正常”。电路板几乎已被同行“通扫”。我接手后初步检测整个电路无大问题，通电后果然听到有尖叫声，不到１分钟开关管散热片就已烫手。 开关电源有尖叫声一般为两种情况：一是开关频率低，二是次极有短路。再次通电测量UC3844“ VCC”“ Vref”等电压正常，断电后手摸变压器无任何温升！ 因变压器无发热现象，排除次极短路情况。而开关频率低的话一般不会引起开关管发热如此之快甚至根本不过热。那么必定是开关管及其外围驱动电路异常引起开关管的损耗增大。换开关管试机，情况依旧。当测量UC3844驱动脚到开关管G极电路时发现22Ω电阻变值。换一新的贴片电阻试机，开关电源工作正常。 回过头来再测量原来的电阻发现阻值已变大为8.45KΩ。当它变值后和开关管G-S极27KΩ的电阻“分压”导致开关管实际驱动电压幅度下降，驱动波形前后沿变形，而这是场效应管所不能容忍的，故而发现强烈**的尖叫声。 该电源板从接手到排除故障费时不过十来分钟，细心的你可知我在其中一共使用了“几板斧”？ 开关电源3842检修流程使用3842的开关电源外围大同小异，检修方法基本一样，以下流程检修的前提：开关管无短路，开关管对地限流保护电阻无开路，在通电时开关管不会马上击穿，切记：先测3842（7）脚的15V供电是否正常：没有电压，就检查启动电阻，或启动电路（部分机型7脚供电使用单独的
开关电源介绍 一、基础知识： 新型变压器：磁性元件，新型磁材料和新型变压器的开发。如集成磁路，平面型磁心，超薄型变压器；以及新型变压器如压电式，无磁芯印制电路变压器等，使开关电源的尺寸重量都可减少许多。 硬开关的条件下MOSFET和IGBT开关损耗分析： 1)．开通损耗方面：由于MOSFET的输出电容大，器件处于断态时，输入电压加在输出电容上，输出电容储存较大能量。在相继开通时这些能量全部消耗在器件内，开通损耗大。器件的开通损耗和输出电容成正比，和频率成正比和输入电压的平方成正比[12]。而IGBT的输出电容比MOSFET小得多，断态时电容上储存的能量较小，故开通损耗较小。 2)．关断损耗方面：MOSFET属单极型器件，可以通过在施加栅极反偏电压的方法，迅速抽走输入电容上的电荷，加速关断，使MOSFET关断时电流会迅速下降至零，不存在拖尾电流，故关断损耗小[10]；而IGBT由于拖尾电流不可避免，且持续时间长(可达数微秒)，故关断损耗大。 综合以上分析，硬开关条件下MOSFET的开关损耗主要是由开通损耗引起，而IGBT则主要是由关断损耗引起。因此使用MOSFET作为主开关器件的电路，应该工作于ZVS条件下，这样在器件开通前，漏极和源极之间的电压先降为零，输出电容上储存能量很小，可以大大降低MOSFET的开通损耗；而使用IGBT作为主开关器件的电路，应该工作于ZCS条件下，这样在器件关断前，流过器件的电流先降为零，可以大大降低因拖尾电流造成的关断损耗。 软开关：当电流过零时，使器件关断；当电压过零时，使器件开通-实现开关损耗为零。 变流器：把输入的电源，进行电压、电流变换，达到规定的要求后输出给用电设备。 DC-DC：直流变压器。斩波器。 为什么反激开关电源只能适合小功率？200W以下。正激开关电源适合大功率开关电源？ 高效率小体积（高功率密度）一直是DC-DC变换器用户的追求，也是设计的要点。提高功率密度最有效的方式就是提高开关频率，线圈和变压器对高速变化的磁力线感应灵敏度高、特别高效率，衰减特别小，传递效率特别高，而对低频变化的磁力线灵敏度低、衰减大，传递效率差，因此高频下的磁芯体积会大幅度减小，但频率的提高会使开关管的开关损耗加大，对变换器的效率造成影响。如何在高频下减小开关管的开关损耗，是DC-DC变换器是否能实现高效率高功率密度的关键，在这种背景下，高频软开关技术逐渐成为研究的热点，LLC谐振变换器是在串联谐振变换器的基础上增加了一个与负载并联的电感，是目前效率最高的开关电源。
开关电源原理 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 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。
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： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS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大提高，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： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2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C GS、C GD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
修理3842高压炸机的相关内容 首先介绍各种零件的好坏判断 显示“400--700” 显示“1”
红笔黑笔 第5步是参考，第6步是关键。经几年实践，目前的绝大部分充电器使用的场效应管，都可以用7N80代替。
数据从小变大，最后成为1，并 伴随“滴”声 3842，494，358，324，339，393，817光耦，，，这些在ws-3仪器上检测，很方便，准确。不再叙述。 下面介绍充电器高压炸机故障的修理流程。此流程身经百战，可靠实用。一定要严格遵守，不可打乱先后次序，否则后果自负！！！！！ 1全面检测： 高压直流二极管（4007，5399，5408）或者全桥。 高压大电容，简称“一大电容”，450v68uf。 3842的7脚供电电容，简称“高压小电容”。35v100uf 场效应管（mos管，比如6N60,7N80,10N90,K1358,,,,,,,,） 低压部分的主整流管1660，uf5408，FR307,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 低压部分的主滤波电容，（63v470uf）简称“二大电容”。 低压部分的辅助电源滤波电容，（63v470uf） 输出电流取样电阻（3w0.1欧姆） 光耦（pc817，4n35，，）用ws-3可以快速准确检测。没有ws-3就用二极管档测量光耦低压侧的参数，应该是一个发光二极管的参数。光耦高压侧的参数基本上查不到，但也不能短路 变压器各引脚是否虚焊，或者各绕组开路，（绕组短路故障用普通万用表是没办法的，但可以用ws-3仪器，通过“能量公式”来判断）。 电路板的铜箔（铜皮）是否有断裂（有时候眼睛看不出来，要配合万用表和扭动电路板来检查，或者对焊点进行补焊时，可以观察到，但要有经验才行。 2拆掉损坏的零件，（3842，7n80，以及3w0.5欧姆，10欧姆，1k，等等，具体位置请看原理图红色标注）焊上保险管。（或者串联220v40w灯泡）。
开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析 第1页：前言：PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Sw itching Mode P ow er Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（sw itching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”） 配图1：标准的线性电源设计图
配图2：线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 事实上，终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统（closed loop system）——负责控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器（这个方法称作PW M，Pulse W idth Modulation，脉冲宽度调制）。所以说，开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量，而且降低发热量。 反观线性电源，它的设计理念就是功率至上，即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下，结果产生高很多的热量。 第2页：看图说话：图解开关电源 下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction，功率因素校正)电路的廉价电源，图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。 图3：没有PFC电路的电源 图4：有PFC电路的电源 通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处：一个具备主动式PFC电路而另一个不具备，前者没有110/220V转换器，而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。
SWITCHING REGULATOR CONTROL DESCRIPTION M51995A is the primary switching regulator controller which is especially designed to get the regulated DC voltage from AC power supply. This IC can directly drive the MOS-FET with fast rise and fast fall output pulse. Type M51995A has the functions of not only high frequency OSC and fast output drive but also current limit with fast response and high sensibility so the true "fast switching regulator" can be realized. It has another big feature of current protection to short and over current,owing to the integrated timer-type protection circuit,if few parts are added to the primary side. The M51995A is equivalent to the M51977 with externally re-settable OVP(over voltage protection)circuit. 500kHz operation to MOS FET ?Output current...............................................................±2A ?Output rise time 60ns,fall time 40ns ?Modified totempole output method with small through current Compact and light-weight power supply ?Small start-up current............................................90μA typ. ?Big difference between "start-up voltage" and "stop voltage" makes the smoothing capacitor of the power input section small.Start-up threshold 16V,stop voltage 10V ?Packages with high power dissipation are used to with-stand the heat generated by the gate-drive current of MOS FET. 16-pin DIP,20-pin SOP 1.5W(at 25°C) Simplified peripheral circuit with protection circuit and built-in large-capacity totempole output ?High-speed current limiting circuit using pulse-by-pulse method(Two system of CLM+pin,CLM-pin) ?Protection by intermittent operation of output over current...... ..........................................................Timer protection circuit ?Over-voltage protection circuit with an externally re-settable latch(OVP) ?Protection circuit for output miss action at low supply voltage(UVLO) High-performance and highly functional power supply ?Triangular wave oscillator for easy dead time setting APPLICATION Feed forward regulator,fly-back regulator RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS Supply voltage range............................................12 to 36V Operating frequency.................................less than 500kHz Oscillator frequency setting resistance ?T-ON pin resistance R ON ...........................10k to 75k ? ?T-OFF pin resistance R OFF ..........................2k to 30k ?
UC3842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。
三种基础拓扑（buck boost buck-boost ）的电路基础： 1， 电感的电压公式dt dI L V =＝T I L ??，推出ΔI ＝V ×ΔT/L 2， sw 闭合时，电感通电电压V ON ，闭合时间t ON sw 关断时，电感电压V OFF ，关断时间 t OFF 3， 功率变换器稳定工作的条件：ΔI ON ＝ΔI OFF 即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。 那么由1，2的公式可知，V ON ＝L ×ΔI ON /Δt ON ，V OFF ＝L ×ΔI OFF /Δt OFF ，则稳定条件为伏秒定律：V ON ×t ON ＝V OFF ×t OFF 4， 周期T ，频率f ，T ＝1/f ，占空比D ＝t ON /T ＝t ON /（t ON ＋t OFF ）→t ON ＝D/f ＝TD →t OFF ＝（1－D ）/f 电流纹波率r P51 52 r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值 ΔI ＝E t /L μH E t ＝V ×ΔT （时间为微秒）为伏微秒数，L μH 为微亨电感，单位便于计算 r ＝E t /（ I L ×L μH ）→I L ×L μH ＝E t /r →L μH ＝E t /（r* I L ）都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般0.4比较合适，具体见 P53 电流纹波率r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 在临界导通模式下，I AC ＝I DC ，此时r ＝2 见P51 r ＝ΔI/ I L ＝V ON ×D/Lf I L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/Lf I L →L ＝V ON ×D/rf I L 电感量公式：L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/rf I L ＝V ON ×D/rf I L 设置r 应注意几个方面： A,I PK ＝（1＋r/2）×I L ≤开关管的最小电流，此时r 的值小于0.4，造成电感体积很大。 B,保证负载电流下降时，工作在连续导通方式P24-26， 最大负载电流时r ’＝ΔI/ I LMAX ,当r ＝2时进入临界导通模式，此时r ＝ΔI/ I x ＝2→ 负载电流I x ＝（r ’ /2）I LMAX 时，进入临界导通模式,例如：最大负载电流3A ，r ’＝0.4，则负载电流为（0.4/2）×3＝0.6A 时，进入临界导通模式 避免进入临界导通模式的方法有1，减小负载电流2，减小电感（会减小ΔI ，则减小r ）3，增加输入电压 P63 电感的能量处理能力1/2×L ×I 2 电感的能量处理能力用峰值电流计算1/2×L ×I 2PK ，避免磁饱和。 确定几个值:r 要考虑最小负载时的r 值 负载电流I L I PK 输入电压范围V IN 输出电压V O 最终确认L 的值 基本磁学原理：P71――以后花时间慢慢看《电磁场与电磁波》用于EMC 和变压器 H 场：也称磁场强度，场强，磁化力，叠加场等。单位A/m B 场：磁通密度或磁感应。单位是特斯拉（T ）或韦伯每平方米Wb/m 2 恒定电流I 的导线，每一线元dl 在点p 所产生的磁通密度为dB ＝k ×I ×dl ×a R /R 2 dB 为磁通密度，dl 为电流方向的导线线元，a R 为由dl 指向点p 的单位矢量，距离矢量为R ，R 为从电流元dl 到点p 的距离，k 为比例常数。 在SI 单位制中k ＝μ0/4π，μ0=4π×10-7 H/m 为真空的磁导率。 则代入k 后，dB ＝μ0×I ×dl ×R/4πR 3 对其积分可得B ＝ 3 40R C R Idl ?? π μ
开关电源设计
开关直流稳压电源设计 摘要 直流稳压电源应用广泛，几乎所有电器，电力或者电子设备都毫不例外的需要稳定的直流电压（电流）供电，它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出电压仍能基本保持不点的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供，如何将交流电压（电流）变为直流电压（电流）供电？又如何使直流电压（电流）稳定？这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多，归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类，他们又各自可以用集成电路或分立元件构成。开关稳压电源具有效率高，输出功率大，输入电压变化范围宽，节约能耗等优点。 一、引言 1.1基本要求 稳压电源。 1.基本要求 ①输出电压UO可调范围：12V～15V； ②最大输出电流IOmax：2A； ③U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）； ④IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）； ⑤输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑥DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑦具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.5±0.2A； 1.2发挥部分 (1)排除短路故障后，自动恢复为正常状态； (2)过热保护； 二、方案设计与论证 开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和调频式两种。实际应用中，调宽式应用较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数为脉宽调制（PWM）型。开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作周期的比值，即占空比来改变输出电压，通常有三种方式：脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）和混合调制。PWM调制是指开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。因为周期恒定，滤波电路的设计比较简单，因此本次设计采用PWM调制方式实现电路设计要求。主要框架如图1所示。由变压器降压得到交流电压，再经过整流滤波电路，将交流电变成直流电，然后再经过DC-DC变换，由PWM的驱动电路去控制开关管的导通和截止，从而产生一个稳定的电压源。
开关电源原理（希望能帮到同行的你更加深入的了解开关电源，温故而知新吗！！） 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]：： 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。 三、功率变换电路[/b]：： 1、 MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS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大提高，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：