一 开关电源工作原理及基础知识
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开关电源的工作原理及技术趋势开关电源是一种电能转换装置,它将功率电子器件(如开关管)工作在开关状态下,通过电子开关的控制,将输入电源的电能转换为所需的输出电能。
开关电源的工作原理及技术趋势如下:1. 工作原理:开关电源主要由输入端(输入电源和输入滤波器)、控制电路、功率器件(开关管)、输出变压器、输出滤波电路和反馈电路等部分组成。
工作过程如下:当输入电源通电时,输入滤波器将电源的交流电转换为稳定的直流电。
然后,控制电路控制开关管工作在开关状态下,通过控制开关管的导通和断开,将输入电源的直流电按一定频率进行开关操作。
开关管导通时,输入电源的直流电被输入到输出变压器,通过变压器的变压作用,将输入电压调整到所需的输出电压。
当开关管断开时,输入电源的直流电被关闭,通过变压器的变压作用,将变压器的能量传递给输出滤波电路,得到稳定的输出电压。
输出电压经过反馈电路与控制电路相连接,实现对输出电压的稳定控制。
2. 技术趋势:(1)高效率:随着人们对能源的节约要求越来越高,开关电源不断追求更高的能源转换效率。
高效率能够减少功耗和热量产生,降低能源浪费。
(2)小型化:开关电源的体积越小越便于携带和集成。
随着现代电子产品尺寸的减小,开关电源要求更小巧的尺寸以适应产品设计。
(3)轻量化:开关电源的重量越低越有利于产品的携带和移动性。
减轻开关电源的重量可以带来更高的便携性和用户体验。
(4)可靠性:开关电源的可靠性是保障设备正常工作的重要因素。
随着电子产品的使用要求日益严格,开关电源的可靠性要求也日益增强。
(5)环保性:环境保护意识的增强,使得开关电源要求具备低噪声、低辐射等特性,减少电磁污染对周围环境和人体的影响。
(6)智能化:随着信息技术的不断发展,开关电源要求智能化、数字化。
通过微处理器、集成电路和专用芯片等技术,实现对开关电源的智能控制和状态监测。
随着科技的不断进步和社会对电力需求的日益增长,开关电源的工作原理和技术趋势将不断演进。
开关电源工作原理详解析开关电源是一种常见的电源供应器件,具有高效率、稳定性和可靠性等优点。
本文将详细解析开关电源的工作原理,包括其基本构成、工作过程以及相关应用。
一、基本构成开关电源主要由输入端、输出端、开关管、变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
输入端:负责接收交流电源输入,并通过变压器进行电压变换。
输入滤波电路:用于滤除交流电源输入时的干扰信号,保证后续电路正常工作。
整流电路:将输入的交流电转换为直流电,一般采用整流桥或者整流二极管进行整流。
滤波电路:通过滤波电容和滤波电感对整流电路输出的脉动电流进行滤波,使其变为更为纯净的直流电。
开关管:起到开关的作用,通过开关管的导通和关断,将高频信号传送到变压器。
变压器:将输入的电压进行变换,可以降压或升压,以满足输出端的要求。
稳压电路:控制输出电压的稳定性,通过反馈电路控制开关管的导通和关断,保持输出电压恒定。
二、工作过程1. 导通状态:开关管导通,电流从输入端经过变压器进入输出端。
在导通状态下,开关管内部电阻很小,电流能够顺利通过。
通过变压器的转换作用,电压可以降低或升高,然后通过整流电路和滤波电路处理,输出为直流电。
2. 关断状态:开关管关断,电流中断。
在关断状态下,开关管内部电阻很大,电流无法通过。
由于开关管的关断,变压器产生磁场的能量无处释放,因此会产生反向电压,反向电压的存在使得电流继续流动,这一能量会被储存在电感中。
通过不断交替地在导通状态和关断状态之间进行切换,开关电源可以实现高效率的电能转换,进而向输出端提供稳定的直流电。
三、应用领域开关电源由于其高效性和可靠性,广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用:1. 电子产品领域:如电脑、手机、电视等消费电子产品,它们都需要稳定的直流电供应。
2. 工业自动化:在工业生产中,很多设备需要稳定可靠的电源,开关电源可以满足这些需求。
3. 通信设备:无论是固定电话、移动通信基站还是网络交换设备,都需要开关电源来提供稳定的电能。
开关电源工作原理及维修技巧开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电子设备,广泛应用于各种电子设备和系统中。
了解开关电源的工作原理,对于工程技术人员和维修人员来说至关重要。
本文将介绍开关电源的工作原理,并提供一些常见问题的维修技巧。
一、开关电源的工作原理开关电源通过使用电子器件(如开关管、二极管和电感等)将交流电转换为高频脉冲电流,再通过滤波和稳压电路得到稳定的直流电。
下面将详细介绍开关电源的主要工作原理。
1. 输入滤波:开关电源的输入端会接入交流电源,而交流电源会带有各种干扰信号。
为了保证开关电源的正常工作,需要通过输入滤波电路来滤除这些干扰信号。
输入滤波电路一般由电容器和电感器组成,能够有效地滤除高频和低频的干扰信号。
2. 整流和滤波:经过输入滤波后,交流电会被整流电路转换为直流电。
整流电路通常使用二极管桥整流器来实现。
然后,通过输出滤波电路对整流后的直流电进行滤波处理,以去除直流电中的纹波电压,得到相对稳定的直流电。
3. 高频开关转换:直流电经过滤波后,会进入开关电源的核心部件——开关电路。
开关电路由开关管(如MOSFET、IGBT等)组成,通过快速开关操作将直流电转换为高频脉冲电流。
4. 变压器:高频脉冲电流进一步经过变压器的转换,得到所需的电压大小。
通过变压器的变换比例,可以实现升压、降压或保持电压稳定的功能。
5. 输出调节和稳压:经过变压器转换后的电流会进入稳压电路,稳压电路通常由反馈电路、误差放大器和控制开关管等组成。
利用反馈电路监测输出电压的变化情况,并与设定的参考电压进行比较,在误差放大器和控制开关管的调节下,保持输出电压稳定在设定值。
二、开关电源的常见故障和维修技巧1. 电源无输出或输出电压波动大:可能原因:- 输入端电源线异常,如插头松动或电源线破损。
- 滤波电容故障,需要检查滤波电容是否损坏或漏电。
- 开关管故障,开关管可能损坏或短路,需要更换。
- 控制电路故障,检查反馈电路和误差放大器是否正常工作。
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。
开关电源的工作原理和常见故障分析及维修开关电源的主要电路是由:防雷电路,输入电磁干扰滤波器(Electromagnetic Interference,简称EMI),输入整流滤波电路,功率变换电路,脉宽调制(PWM)控制器电路,输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过压,欠压保护电路, 输出过压,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:高频脉冲电压。
把高频脉冲电压送给高频变压器,高频变压器的次级(二次侧)就会感应出一定的高频脉冲交流电,并送给高频整流滤波电路进行整流,滤波。
经高频整流滤波后便可得到我们所需的各种直流电压。
输出电压下降或者上升时,由取样电路将取样信号通过光电耦合器(PC817),送入控制电路,经过其内部调制,由控制电路的输出端将变宽的或者变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极(G 极),使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或者变窄,由此改变输出电压平均值的大小,从而使直流电压基本稳定在所须的电压值上。
开关电源的电路原理图如下:开关电源电路原理图开关电源的常见故障分析及维修由于开关电源的输入部份工作在高压,大电流的状态下,故障率最高,如高压大电流整流二极管,滤波电容,开关功率管等较易损坏。
其次就是输出整流部分的整流二极管,保护二极管,滤波电容,限流电阻等较易损坏;再就是脉宽调制控制器的反馈部份和保护部份。
下面就对开关电源常见故障产生的原因作一分析及如何排除这些故障的维修方法。
一.保险丝熔断普通情况下,保险丝熔断说明开关电源的内部电路存在短路或者过流的故障。
由于开关电源工作在高电压,大电流的状态下,直流滤波和变换振荡电路在高压状态工作时间太长,电压变化相对大。
电网电压的波动,浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。
重点应检查电源输入端的整流二极管,高压滤波电解电容,开关功率管,UC3842本身及外围元器件等。
检查一下这些元器件有无击穿,开路,损坏,烧焦,炸裂等现象。
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(Switching Mode Power 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(switching)。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V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/Wii/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。
开关电源指的是利用开关管进行开关控制的电源,相较于传统的线性电源,开关电源具有体积小、效率高、可靠性强等优点,因此得到了广泛的应用。
开关电源的原理和设计手册是开发和应用工程师们必备的基础知识,本文将围绕开关电源的原理和设计手册展开详细的介绍。
一、开关电源的工作原理1. 开关电源的基本结构开关电源一般由整流器、滤波器、开关管、变压器、控制电路、稳压电路等部分组成。
其中开关管作为关键部件,通过不断地打开和关闭来控制电压的变化,从而实现电源的输出。
2. 开关电源的工作原理开关电源的工作原理是通过开关管控制输入电压的断断续续,将高压直流电转换成低压直流电,再通过稳压电路保证输出电压的稳定性。
在开关管导通时,电压源充电,并将能量储存在电感中;在开关管关断时,电感释放能量,输出电压使负载得到供电。
二、开关电源的设计手册1. 开关电源设计的基本流程(1)确定设计需求和规格要求在设计开关电源之前,需要明确所需的电压、电流、功率等参数,以及工作环境、安全标准等规格要求。
(2)选择合适的开关元件和辅助元件根据设计需求,选择合适的开关管、变压器、电感、电容等元件,保证电源的性能和可靠性。
(3)设计控制电路和稳压电路通过合理的控制电路和稳压电路设计,实现对输入电压的精确控制和输出电压的稳定性。
(4)进行系统仿真和调试利用仿真软件对设计的开关电源进行系统仿真,验证电源的性能和稳定性,并在实际电路中进行调试和优化。
2. 开关电源的设计要点(1)电源的高效率高效率是开关电源设计的重要目标,可通过合理选择元件和优化电路结构来提高电源的效率。
(2)电源的稳定性稳定的输出电压是电源设计的关键,需要通过稳压电路和反馈控制来保证电源输出的稳定性。
(3)电源的过流、过压、过温保护为了保护电源和负载安全,需要在设计中考虑过流、过压、过温保护功能,避免出现意外故障和损坏。
(4)电源的EMI设计开关电源在工作时会产生电磁干扰,需要在设计中考虑电源的EMI设计,减小对周围电路的干扰。
开关电源工作原理超详细解析开关电源是一种常见的电源供应器件,它通过将输入电源的直流电转换为高频脉冲电流,再经过整流、滤波和稳压等环节,输出稳定的直流电。
本文将详细解析开关电源的工作原理,包括开关电源的基本组成部分、工作原理的流程、常见的开关电源拓扑结构以及其优点和应用。
一、开关电源的基本组成部分开关电源通常由以下几个基本组成部分构成:1. 输入电路:用于接收外部交流电源,并将其转换为适合开关电源工作的直流电压。
2. 整流电路:将输入电压转换为脉冲电流,通常采用整流桥或者整流电路来实现。
3. 滤波电路:用于平滑整流后的脉冲电流,以减小输出电压的波动。
4. 开关器件:通常采用晶体管或者功率MOSFET等开关器件,用于控制电流的开关状态。
5. 控制电路:用于控制开关器件的开关频率和占空比,以控制输出电压的稳定性。
6. 输出电路:将经过整流、滤波和稳压处理后的直流电压输出给负载。
二、开关电源的工作原理流程开关电源的工作原理可以分为以下几个流程:1. 输入电路接收交流电源:开关电源的输入电路通常采用变压器来降低输入电压,然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
2. 整流电路将交流电转换为脉冲电流:整流电路通常采用整流桥或者整流电路来将交流电转换为脉冲电流,这样可以减小能量损耗。
3. 滤波电路平滑脉冲电流:滤波电路通常采用电容器和电感器来平滑脉冲电流,以减小输出电压的波动。
4. 控制电路控制开关器件的开关频率和占空比:控制电路通过对开关器件的控制,可以控制开关频率和占空比,从而控制输出电压的稳定性。
5. 输出电路将处理后的直流电压输出给负载:经过整流、滤波和稳压处理后的直流电压将被输出给负载,供其正常工作。
三、常见的开关电源拓扑结构开关电源有多种拓扑结构,常见的有以下几种:1. 单端开关电源:输入电源和输出电源共用一个地线,适用于低功率应用。
2. 双端开关电源:输入电源和输出电源分别有独立的地线,适用于高功率应用。
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(Switching Mode Power 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(switching)。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V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/Wii/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。
开关电源入门必读开关电源工作原理超详细解析开关电源是电源技术中常见的一种类型,它的工作原理相对较复杂。
本文将详细解析开关电源的工作原理,帮助读者快速入门。
开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为高频脉冲电源,再经过变压、整流和滤波等步骤,最终获得所需的直流电压输出。
下面将分为几个方面详细解析开关电源的工作原理。
一、开关电源的基本组成部分开关电源包括输入端、控制电路、开关元件、变压器、整流滤波电路和输出端等组成部分。
1.输入端:接收外部交流电源输入,并经过保险丝和滤波电路等进行初步处理。
2.控制电路:负责控制开关元件的开关行为,控制电路由集成电路、电感和电容等组成。
3.开关元件:由开关管和二极管组成,承担着将交流信号转换为脉冲信号的关键任务。
4.变压器:通过变换输入电压和电流的比值,实现电压和电流的变换。
5.整流滤波电路:包括整流电路和滤波电路。
整流电路将脉冲电流转化为直流电流,滤波电路将直流电流进行进一步平滑处理。
6.输出端:将经过整流滤波处理后的直流电压输出给负载。
二、开关电源的工作原理开关电源的工作原理主要分为以下几个步骤:1.输入端处理:输入端首先通过保险丝保护电路,然后通过滤波电路对输入信号进行初步处理,去除杂质和干扰。
2.控制电路:控制电路根据输入端的信号控制开关元件的开关行为。
当开关元件关闭时,电源工作在储能状态,当开关元件开启时,电源进入释放能量状态。
3.开关元件:开关元件由开关管和二极管组成。
当开关管导通时,电源中的输入电流和能量通过变压器传递给负载,当开关管关断时,电源中的储能电流和能量通过二极管回流到输入端。
4.变压器:变压器将输入电压和电流进行变换,通过磁性耦合实现输出端所需的电压和电流。
5.整流滤波电路:整流电路将经过变压器变换后的输出信号转化为直流电压,滤波电路将直流电压进行平滑处理,去除残余脉冲和噪声。
6.输出端:经过整流滤波电路处理后的直流电压输出给负载,从而实现电源对负载的供电支持。
•开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止.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!转华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变为高频那开关电源就没有意义开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有.开关电源的工作原理是:1。
交流电源输入经整流滤波成直流;2。
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;3。
开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4.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;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源ATX电源的主要组成部分EMI滤波电路:EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。
一级EMI电路:交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板,是交流电输入后所经过的第一组电路,这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来,构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。
二级EMI电路:市电进入电源板后先通过电源保险丝,然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波,然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路.保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件,而限流电阻含有金属氧化物成分,能限制瞬间的大电流,减少电源对内部元件的电流冲击.桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电,再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。
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;。
开关电源的工作原理和常见故障分析及维修开关电源的主要电路是由:防雷电路,输入电磁干扰滤波器(Electromagnetic Interference,简称EMI),输入整流滤波电路,功率变换电路,脉宽调制(PWM)控制器电路,输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过压,欠压保护电路, 输出过压,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:高频脉冲电压。
把高频脉冲电压送给高频变压器,高频变压器的次级(二次侧)就会感应出一定的高频脉冲交流电,并送给高频整流滤波电路进行整流,滤波。
经高频整流滤波后便可得到我们所需的各种直流电压。
输出电压下降或上升时,由取样电路将取样信号通过光电耦合器(PC817),送入控制电路,经过其内部调制,由控制电路的输出端将变宽的或变窄的驱动脉冲送到开关功率管的栅极(G 极),使变换电路产生的高频脉冲方波也随之变宽或变窄,由此改变输出电压平均值的大小,从而使直流电压基本稳定在所须的电压值上。
开关电源的电路原理图如下:开关电源电路原理图开关电源的常见故障分析及维修由于开关电源的输入部分工作在高压,大电流的状态下,故障率最高,如高压大电流整流二极管,滤波电容,开关功率管等较易损坏。
其次就是输出整流部分的整流二极管,保护二极管,滤波电容,限流电阻等较易损坏;再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护部分。
下面就对开关电源常见故障产生的原因作一分析及如何排除这些故障的维修方法。
一.保险丝熔断一般情况下,保险丝熔断说明开关电源的内部电路存在短路或过流的故障。
由于开关电源工作在高电压,大电流的状态下,直流滤波和变换振荡电路在高压状态工作时间太长,电压变化相对大。
电网电压的波动,浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。
重点应检查电源输入端的整流二极管,高压滤波电解电容,开关功率管,UC3842本身及外围元器件等。
检查一下这些元器件有无击穿,开路,损坏,烧焦,炸裂等现象。
开关电源基本工作原理
开关电源是一种将输入的交流电转换为高频脉冲电流,经过功率变换器变换为所需输出电压和电流的电源。
其基本工作原理如下:
1. 输入滤波:交流电输入经过输入滤波电路,去除输入电源中的高频噪声和干扰,得到纯净的直流电压。
2. 整流电路:纯净的直流电压经过整流电路,将交流电转换为脉动直流电压。
整流电路通常采用二极管桥等元件进行整流操作。
3. 滤波电路:脉动直流电压经过滤波电路,通过滤波电容和滤波电感进行平滑,并去除残余的交流成分,得到稳定的直流电压。
4. 开关控制器:稳定的直流电压通过开关控制器控制开关二极管或场效应管进行开关操作。
开关控制器根据输出电压的变化实时调整开关的工作状态,以保持输出电压的稳定。
5. 变压器:开关操作控制了变压器的磁通,实现了输入电压和输出电压的变换。
变压器通过电磁感应原理将输入电压转换为需要的较高或较低的输出电压。
6. 输出调节:经变压器变换后的电压通过输出调节电路进行稳定调节,保持输出电压在设定范围内的稳定性。
7. 反馈控制:开关电源通过反馈控制电路监测输出电压,并将监测到的输出电压与设定值进行比较,通过反馈控制器调整开关的工作频率和占空比,使输出电压保持稳定。
8. 保护功能:开关电源常常具备过压保护、过流保护、短路保护等功能,以保护电源和负载不受损坏。
通过以上工作原理,开关电源能够实现高效率的能量转换,使得电源输出电压稳定、可调节,并且具备较好的保护功能。
因此,在工业、通讯、家电等领域广泛应用。
电源开关电源工作原理电源开关是电源的一个重要组成部分,它通过控制电源的开关状态来控制电流的通断。
本文将从电源开关的工作原理、分类及应用等方面进行详细介绍。
一、电源开关的工作原理电源开关的工作原理主要涉及到两个概念:导通和断开。
当电源开关处于导通状态时,电流可以顺利通过;而当电源开关处于断开状态时,电流无法通过。
电源开关通过控制开关的导通和断开来实现电源的开关控制。
电源开关通常由开关机构和触点组成。
开关机构是电源开关的核心部分,它通过手动或自动操作来实现开关的导通和断开。
触点是控制电流通断的关键部件,它负责将电源输入端与输出端连接或隔离。
电源开关的工作原理可以简单描述为:当开关机构处于导通状态时,触点闭合,电流可以顺利通过;而当开关机构处于断开状态时,触点打开,电流无法通过。
二、电源开关的分类根据电源开关的不同特点和应用场景,电源开关可以分为多种不同类型。
常见的电源开关包括手动开关、自动开关和远程控制开关等。
1. 手动开关:手动开关是最常见的一种电源开关,它通常由一个旋钮或按钮构成,通过手动操作来实现开关的导通和断开。
手动开关广泛应用于各种电器设备中,如电灯开关、电风扇开关等。
2. 自动开关:自动开关是根据特定条件自动实现开关的导通和断开。
常见的自动开关有热开关、光敏开关、声敏开关等。
热开关是根据温度变化来控制开关状态的,光敏开关是根据光线强度来控制开关状态的,声敏开关是根据声音信号来控制开关状态的。
自动开关广泛应用于家居自动化、工业自动化等领域。
3. 远程控制开关:远程控制开关是通过无线遥控器或网络控制实现开关的导通和断开。
远程控制开关可以通过手机APP、遥控器等方式进行控制,具有方便、灵活的特点。
远程控制开关广泛应用于智能家居、智能办公等领域。
三、电源开关的应用电源开关在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景:1. 家庭电器:电源开关广泛应用于家庭电器中,如电视机、空调、冰箱等。
通过电源开关的控制,可以方便地对家电进行开关操作,提高使用便利性。
开关电源原理及各功能电路详解一、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。
电器中的开关电源工作原理电器中的开关电源是一种常见的电源类型,广泛应用于家用电器、计算机设备、通信设备等领域。
本文将介绍开关电源的工作原理,以及其在电器中的应用。
一、开关电源的工作原理开关电源是一种将输入电源频率转换为高频脉冲,再经过变压器、整流滤波电路等一系列变换和处理过程,最终得到需要的输出电压的电路。
其基本工作原理如下:1. 输入电源变换:开关电源首先接收输入电源,通常为交流(AC)电源。
通过输入电源的变压器,将交流电压变压为较低的交流电压,并通过整流电路将交流电压转换为直流电压。
2. 高频脉冲产生:开关电源中的主要元件是开关管(或开关电源芯片),它可以快速开关导通和截止。
通过开关管的高频开关动作,将直流电压变换为高频脉冲信号。
3. 变压器转换:高频脉冲信号通过变压器的升压或降压转换,实现输入电压的变换。
变压器通常由多个线圈绕制而成,根据输出的电压需求,通过不同的绕制方式实现升压或降压。
4. 整流滤波:经过变压器转换后的高频信号,需要通过整流电路进行整流,将其转换为稳定的直流电压。
整流电路中常使用二极管进行单向导通,滤波电容则用于平滑电压波动。
5. 输出调节:得到稳定的直流电压后,需要通过稳压电路对输出电压进行调节。
稳压电路常采用反馈原理,监测输出电压,并通过控制开关管的开关频率和占空比,使输出电压保持稳定。
二、开关电源在电器中的应用开关电源由于其高效率、体积小、重量轻等优点,被广泛应用于电器领域。
以下是几个常见的应用场景:1. 家用电器:开关电源在家用电器中广泛应用,如电视机、空调、冰箱等。
其高效率和稳定的输出电压,能够满足不同电器对电源的需求。
2. 计算机设备:在计算机设备中,开关电源用于为主机、显示器、硬盘等供电。
其高频率开关工作方式,减少了能量损耗,提高了电源效率。
3. 通信设备:无线通信设备、网络设备等需要稳定电源的领域,也广泛采用开关电源。
开关电源提供了高效、可靠的电源支持,确保了通信设备的稳定运行。
電源供應器介绍電源供應器简介目录電源供應器起源交換式電源的應用交換式電源之基本原理交換式電源之基本電路架構與比較交換式電源之電氣規格電源供應器起源近年來由於微電子的快速發展,一日千里,在電源系統的設計上變得更為複雜、更有效率、且重量較輕、同時具有高功率密度之性能,如電力電子裝置AC/DC轉換器、DC/DC轉換器、DC/AC轉換器、變頻器、及電子式日光燈等裝置均以輕、薄、短、小為研究目標。
交換式電源供應器(Switching Power Supply:簡稱SPS)為荷蘭人Neti R. M. Rao 於1970年所研發出來的。
早期一般都使用線性式電源供應器(Linear Power Supply) ,線性式電源供應器因為有:(1)重量較重,體積大; (2)效率低的缺點;而交換式電源供應器因能工作於高頻,因此具有:(1) 重量輕,體積小;(2)效率高;(3)較寬廣的輸入電壓範圍的優點。
不過線性式電源供應器(Linear Power Supply)也具有:(1)輸出電壓漣波較小,電磁干擾(EMI)較小;(2)電路簡單的優點。
交換式電源供應器也具有:(1)輸出電壓漣波較大;(2)電磁干擾(EMI)較嚴重;(3)電路較複雜的缺點。
交換式電源供應器利用功率切換元件如Power MOSFET、IGBT等,將輸入的直流高壓切割成高頻高壓的信號,經由變壓器將能量傳遞至二次側,再由輸出的低通濾波器(Low Pass Filter)濾除高頻信號,得到所需的直流輸出電壓。
藉由功率元件的切換,使得輸入到輸出的電壓轉換,都在高頻下完成。
因此電源供應器中所有的儲能元件(電感,電容,變壓器)都可用較小的值,轉換器的體積與重量均可因此而降低。
線性式電源供應器等效方塊圖交換式電源供應器等效方塊圖开关式电源与线性式电源的比较交換式電源的應用範疇交換式電源之基本原理電源轉換器基本上為一電流調節器,以變阻性元件來調節者叫Linear Converter,以開關及電感來調節者叫Switching Converter。
開關電源的原理變壓器是將電能轉成磁能,再將磁能轉回電能,來達成交流電的升降壓任務。
開關電源則是將電感器充電成電流源,再將電流源放電,來達成直流電的升降壓任務。
兩者的原理都是:隔離型高頻交換式電源轉換器方塊圖三個基本架構開關電源降壓原理開關電源降壓原理開關電源升壓原理開關電源升降壓原理隔離反馳式交換電源當線路中的開關關閉,電流就會流經變壓器一次測電感,並將能量儲存於其中,由於電壓極性的關係,輸出二極體是在逆向偏壓狀態,此時負載端就由輸出電容來繼續提供能量輸出,當開關打開此時由於磁場消失,變壓器呈逆向極性,輸出二極體為順向偏壓,因此將變壓器能量傳到負載端使其有能量輸出,由於開關ON/OFF 的作用使負載端不斷產生能量輸出。
隔離順向式交換電源當線路中的開關關閉,電流就會流經變壓器一次測繞組產生偏壓,並將能量轉換至變壓器二次測繞組,由於變壓器一次測與二次測為同極性因此產生同極性電壓,上端輸出二極體是在順向偏壓狀態並將能量儲存於輸出電感器中,此時另一二極體為逆向偏壓狀態,而當開關轉變成打開狀態,變壓器一次測繞組電壓會反向而上端輸出二極體會成為逆向偏壓,另一二極體則會變為順向偏壓並將輸出電感儲存之能量傳送到負載上。
隔離推挽式(Push-Pull)交換電源推挽式轉換器線路乃是由兩個反相位工作的順向式轉換器組合而成,每一半週時會將能量傳導致負載上。
隔離半橋式(Half-Bridge)交換電源在半橋式轉換器是利用C1及C2串聯,其浮點電壓值為輸入電壓1/2,藉由TR1產生正電壓脈波,與TR2產生負脈波,而組成整個震盪週期,因此TR1與TR2之耐壓較其它線路之耐壓小將近1/2 。
各種轉換器的變壓器特性比較交換式電源之電氣規格1.0 Introduction陳列用途以利電路架構的選用。
2.0 Input Specifications定義輸入電壓、相數、頻率,含標稱值及上下限。
3.0 Output Specifications定義負載規格,包括電壓組數、線電壓穩壓率、負載穩壓率、漣波及雜訊程度等等。
4.0 General Specifications定義保護措施,包括過壓保護、過載保護、短路保護、過溫保護等等。
定義附加特殊功能,如Power Good、Power Fail、及時序等等。
5.0 Environment Specifications定義操作及儲存的溫度範圍、定義振動及撞擊的規格。
6.0 International Standards國際安全規定,國際EMI規定,國際EMS規範。
7.0 Mechanical Specifications定義外觀尺寸、材質、表面處理、顏色,安裝方式、孔位,輸出、輸入接頭等等。
8.0 Design Notes特殊要求:如指定用料、指定電路等等。
Line Regulation 線穩壓率為防止交換式電源供應器因輸入電源電壓變動,而造成輸出電壓不穩定,變動過大致使客戶儀器誤動作或是無法正常工作,因此需以一次側電容器及線路設計之工作範圍來避免因輸入電源電壓變動而產生輸出電壓不穩定不良,而符合客戶要求之規格。
Efficiency 效率效率在交換式電源供應器中為一重要之規格指標,它代表所設計出來之電源供應器是否能將能量傳輸出去,因此其能量之損失在電路上愈少當然是愈好,效率也就會愈高。
所以,效率之定義乃為輸出功率與輸入功率之比。
Load Regulation 負載穩壓率為防止開關式電源供應器輸出端電壓因負載變動,而造成輸出電壓不穩定降低或升高致使客戶儀器誤動作或是無法正常工作,所作測試,因此需以二次側回授線路及補償線路之設計來避免因負載變動產生輸出電壓不穩定不良,而符合客戶要求之規格。
Ripple & Noise 漣波與雜訊交換式電源供應器,因一次側開關以高頻率之速度一開一關,對二次側電容器充放電產生之電壓漣波及雜訊,為避免對客戶儀器產生干擾或是誤動作,必須以二次側電容器容值大小,或是線路跑線來抑制漣波電壓與雜訊在客戶所規定範圍內。
Short Circuit 短路保護為防止二次側線路發生異常輸出短路時產生電流過大,致使二次側線路或一次側開關元件燒毀。
為防止客戶端儀器發生短路時致使客戶儀器線路銅箔燒毀,因此需在電源線路上加上過電流保護在發生輸出電流過大時關閉開關元件停止輸出,避免發生危險。
O.C.P 過電流保護為防止客戶在輸出端錯誤使用電流消耗值比電源供應器設定過大之產品,致使交換式電源發生過熱或是燒毀之危險,因此需在交換式電源上設定固定之消耗電流值,而在使用上超出設定之電流值時需停止輸出防止損壞,並且在設定之消耗電流值之內交換式電源供應器不可以發生過熱或燒毀。
( Ps: 申請安規測試時過負載可以損壞,但是不可以過熱。
)O.V.P 過電壓保護為防止電壓回授線路失效或是故障,一次側開關元件無法控制,持續震盪致使輸出電壓上昇偏高,而使得輸出線路電容器爆炸,或是客戶端儀器燒毀而在輸出端增加之監控線路或在輸出端發生電壓偏高時將輸出短路使用O.C.P線路保護,或是控制一次側線路,強制關閉震盪晶體停止電壓輸出。
Hold Up Time 輸出電壓保持時間為防止電源供應器輸出電壓由於AC 輸入電源瞬間變動,而造成輸出電壓降低。
當電源斷電時,電源有接不斷電系統,在不斷電系統由市電轉為電池供電轉換期間,可以短時間繼續輸出提供客戶儀器使用。
HI-POT 耐壓測試為防止電源供應器發生一次側高壓因零件不良或是結構發生短路距離不夠而傳到二次側致使使用者接觸發生觸電之危險致命,因此所必須執行之測試,出貨時如有發生不良客戶將視為致命缺點退貨,另外如在市場上發生不良,安規將會命令從市場上全數回收。
Burn In 燒機所謂的燒機就是在檢驗半成品或成品,利用燒機的方式將有瑕疵的元件或是人為之作業不良失誤(散熱片未所緊)而造成產品不良予以事先破壞,以防止潛藏的不良品流出。
Safety/EMC規範各国安规认证的介绍.UL认证(美国):保险商试验所(Underwriter Laboratories Inc.)CE认证(欧盟):“Communate Europpene”缩写而成,是欧洲共同体的意思。
VDE认证(德国):VDE的全称是Prufstelle Testing and Certification Institute,意即德国电气工程师协会。
GS认证(德国):Germany Safety" (德国安全)的意思。
德语Geprufte Sicherheit(安全性已认证3C认证(中国):(china compulsory certification)的英文缩写。
FCC 认证(美国): (Federal Communications Commission ,美国联邦通信委员会)CSA 认证(加拿大):加拿大标准协会(Canadian Standards Association )的简称。
EMC 认证(欧盟): (Electro Magnetic Compatibility )直译是"电磁兼容性"。
北欧四国Nordic 产品认证:是指挪威,瑞典,芬兰,丹麦。
德国TUV 莱茵产品认证:TCO 认证(瑞典):IMQ (意大利):产品安全认证标志。
HK :香港安全认证标志OVE 认证(奥地利):奥地利安全认证标志 LVD 认证(欧盟):LVD ,低电压指令。
EMI 认证(日本):(Electro Magnetic Interference)直译是电磁干扰。
EMS 认证:(Electro Magnetic Susceptibility )直译是"电磁敏感度"。
PSE 认证(日本):PSE 标志 - 日本产品安全标志 JIS 认证(日本):日本标准化组织(JIS )。