开关电源上各个电子元件的作用
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变频空调外机板开关电源电路原理分析,维修技巧这个是空调外机电路板的电源部分电路图,在实际维修中,开关电源损坏的还是比较多,我们在维修中还是要要掌握它的基本工作原理,这样才能够进行快速的维修。
电路工作流程:220V电压从保险FU101进入,经过共模L1、L2和安规电容后到达继电器K1,当K1有12V直流电后,继电器闭合,交流电进入整流桥,整流后为310V的直流电压,经L3、L4储能后,经二级管D12、D11给电容充电,同时给后面的负载供电,当开关管Q1、Q2关断后,电感L3、L4储存的能量释放,同时电容C143、C141、C142电容的储存的电荷释放,两者电压叠加大的380Ⅴ左右,此时直流母线电压P大约为380左右各个元件的作用:•K1:继电器,其主要作用:控制交流电的导通•D22:续流二级管,其主要作用:当继电器关断后,为继电器内部的线圈能量释放提供一个通路•BR:整流桥,其主要作用:将交流电变成脉动的直流电•L3、L4:PFC升压电感,其主要作用:能量的储存与释放•D12、D11:升压二级管,其主要作用:将整流桥整流后的脉动直流与滤波电容进行分割,控制其电流方向•C138、R7、R6、R25、R11、R39、R98:RC尖峰吸收电路,其主要作用:抑制反向峰值电压对二极管的损坏,避免二极管因反向电压过高而损坏•C139、R5、R9、R13、R120、R38、R8:RC尖峰吸收电路,其主要作用:抑制反向峰值电压对二极管的损坏,避免二极管因反向电压过高而损坏各个元件的作用:•FU101:延时保险,主要作用:保护电路避免因为电流过大而损坏•C1、C2、C3、C4、C5、C6、C12:安规电容,其中C1、C2、C12为安规X电容,C5、C6、C4、C3为安规Y电容,其主要作用:抑制信号干扰,滤出共模、差模干扰信号•L1、L2:共模电感,其主要作用:滤出共模干扰信号•Tvs1:瞬态抑制二级管,其主要作用:与压敏电阻作用差不多,避免因为PE上的电压过高而损坏后面的电路•RV1、RV2:压敏电阻,其主要作用:当电压过高时阻值迅速变小,保护后面电路因为电压过高而损坏•R141、R133、R92、R93:泄放电阻,当电路断电后,迅速将储存在电容内部的电荷放掉总结:空调的这部分电路在实际维修中损坏的还是很多,继电器、压敏电阻、保险、滤波电容、二极管是易损原件,在维修中要仔细测量。
开关电源输入共模电感X电容Y电容差摸电感理论计算开关电源是一种把直流电转换为具有稳定电压的高频脉冲的电源。
在开关电源中,输入端需要一些电子元件来实现功率传输和滤波。
这些电子元件包括共模电感、X电容、Y电容和差模电感。
接下来,我们将分别介绍这些电子元件的理论计算方法。
1.共模电感:共模电感用于减小输入电源中的共模干扰。
它由磁芯和线圈组成。
共模电感的理论计算主要是计算其工作频率下的感感值。
共模电感的计算公式为:Lcm = Vcm / (2 * π * f * Icm)其中,Lcm为共模电感的感值,Vcm为输入电源共模干扰电压,f为工作频率,Icm为共模干扰电流。
2.X电容:X电容(也称为差模电容)用于减小输入电源中的差模干扰。
它由两个电极和电介质层组成。
X电容的理论计算主要是计算其工作频率下的电容值。
X电容的计算公式为:Cx=1/(2*π*f*Rx)其中,Cx为X电容的电容值,f为工作频率,Rx为差模干扰电流的阻抗。
3.Y电容:Y电容用于滤除高频脉冲噪声。
它由两个电极和电介质层组成。
Y电容的理论计算主要是计算其工作频率下的电容值。
Y电容的计算公式为:Cy=1/(2*π*f*Ry)其中,Cy为Y电容的电容值,f为工作频率,Ry为高频噪声电流的阻抗。
4.差模电感:差模电感用于滤除差模噪声。
它由磁芯和线圈组成。
差模电感的理论计算主要是计算其工作频率下的感感值。
差模电感的计算公式为:Ldm = Vdm / (2 * π * f * Idm)其中,Ldm为差模电感的感值,Vdm为差模干扰电压,f为工作频率,Idm为差模干扰电流。
以实际应用为例,假设工作频率为100kHz,共模干扰电压为1V,共模干扰电流为10mA,差模干扰电压为0.5V,差模干扰电流为5mA,差模干扰阻抗为50Ω,共模干扰阻抗为100Ω,高频噪声电流阻抗为80Ω,则可以根据上述公式计算得到共模电感的感值、X电容的电容值、Y电容的电容值和差模电感的感值。
电子元器件在电路中的作用1.电源:电源是供应电路所需电能的装置,它将交流电或直流电转换为设备所需的电源电压和电流。
电源可以采用开关电源或变压器等形式。
它的作用是为电路提供所需的电能。
2.电阻:电阻是用于调整电流和电压的元器件。
它的作用是限制电流的流动,并将电能转换为热能。
电阻可以用于电路中的电流调节、过流保护、电路稳定等方面。
常见的电阻有固定电阻、可变电阻等。
3.电容:电容是一种储存电荷的元器件。
它的作用是在电路中储存和释放电荷,并在频率选择电路、滤波电路和电源稳定电路等方面起到重要作用。
电容的主要参数包括电容值、耐压、温度系数等。
4.电感:电感是储存电能的元器件。
它的作用是将电能转化为磁能,并释放出来。
电感常用于电源滤波、抗干扰、变压器等电路中。
电感的主要参数包括电感值、品质因数等。
5.晶体管:晶体管是一种用于放大和开关电流的半导体器件。
它的作用是将小电流放大为大电流,从而在电路中起到放大和开关的作用。
晶体管常用于放大电路、开关电路、振荡电路等。
6.二极管:二极管是一种由两个不同电导材料构成的半导体元器件。
它的作用是在电路中控制电流的方向和电压的大小。
二极管常用于整流电路、限流电路和保护电路等。
7.可控硅:可控硅是一种用于控制电流的半导体器件。
它的作用是将小电流控制大电流的导通,从而在电路中起到开关和调节的作用。
可控硅常用于点火系统、功率控制系统等。
8.集成电路:集成电路是将多个电子元器件集成在一起的器件。
它的作用是通过封装多个功能电路,实现电路的高度集成,降低功耗和体积。
常用的集成电路有逻辑门、放大器、微控制器等。
除了上述电子元器件,还有许多其他的元器件在电路中起着特定的功能,如传感器、继电器、操作放大器等。
电子元器件的作用多种多样,但整体上来说,它们共同构成了电路的基础,保证了电子设备的正常运行。
开关电源工作原理详解csdn在现代电子设备中,开关电源被广泛应用于各种电子产品中,如电脑、手机、电视等,其高效、轻巧和稳定的特点受到了越来越多的青睐。
但是,对于普通用户而言,开关电源的工作原理可能有些复杂和难以理解。
在本文中,我们将详细解释开关电源的工作原理,帮助读者更好地了解和认识这一重要的电子元件。
开关电源的工作原理主要包括以下几个部分:输入整流滤波、脉宽调制控制、输出整流滤波和反馈控制。
首先是输入整流滤波部分,其作用是将交流电转换为直流电,并通过滤波电路消除波动。
然后是脉宽调制控制部分,其核心是PWM控制芯片,通过调整开关管的导通时间来控制输出电压的稳定性。
接着是输出整流滤波部分,将调整后的脉冲电流再次转换为稳定的直流电,并通过滤波电路减少残留的波动。
最后是反馈控制部分,通过反馈回路监测输出电压的变化,并调整PWM控制芯片的工作状态,使输出电压保持在设定范围内。
开关电源的工作过程中,有几个关键元件起着重要作用。
首先是开关管,作为控制开关的关键部件,其导通和截止状态决定了输出电压的稳定性。
其次是变压器,用于将输入电压转换为所需的输出电压,同时起到隔离保护的作用。
此外,还有滤波电容和电感等元件,在整流和滤波过程中起到平稳输出电压的作用。
在实际应用中,开关电源的设计需要考虑到许多因素,如输入电压范围、输出电压稳定性、效率、功率密度等。
不同的电子产品对开关电源的要求也各不相同,因此设计师需要根据具体情况进行灵活调整和优化。
总的来说,开关电源作为现代电子设备中不可或缺的部件,其工作原理虽然复杂,但通过对其各个部分的详细解释和分析,读者可以更好地理解其工作过程和原理,对于提高电子产品的性能和稳定性有着重要的作用。
希望通过本文的介绍,读者可以对开关电源有更深入的认识,为今后的学习和工作提供帮助。
1。
开关电源电路中每个元件的作用及计算本次讲解电源以一个13.2W电源为例输入:AC90~264V输出:3.3V/4A原理图变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的。
决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power,但相对价格亦较高。
决定变压器线径及线数:当变压器决定后,变压器的Bobbin即可决定,依据Bobbin的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。
决定Duty cycle (工作周期):由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle的设计一般以50%为基准,Duty cycle若超过50%易导致振荡的发生。
决定Ip值:决定辅助电源的圈数:依据变压器的圈比关系,可决定辅助电源的圈数及电压。
决定MOSFET及二次侧二极管的Stress(应力):依据变压器的圈比关系,可以初步计算出变压器的应力(Stress)是否符合选用零件的规格,计算时以输入电压264V(电容器上为380V)为基准。
其它:若输出电压为5V以下,且必须使用TL431而非TL432时,须考虑多一组绕组提供Photo coupler及TL431使用。
将所得资料代入公式中,如此可得出B(max),若B(max)值太高或太低则参数必须重新调整。
变压器计算:输出瓦数13.2W(3.3V/4A),Core = EI-28,可绕面积(槽宽)=10mm,Margin Tape = 2.8mm(每边),剩余可绕面积=4.4mm.变压器材质及尺寸:由以上假设可知材质为PC-40,尺寸=EI-28,Ae=0.86cm2,可绕面积(槽宽)=10mm,因Margin Tape使用2.8mm,所以剩余可绕面积为4.4mm.假设滤波电容使用47uF/400V,Vin(min)暂定90V。
全桥开关电源工作原理一、开关电源的工作原理1. 抗干扰电路:由于开关电源的原理和结构,各种形式的干扰几乎无所不在,有鉴于此,大多数的开关电源都会加装抗电磁干扰的电路或元件,以降低来自电源自身的噪声,同时也能够减少对外界的电磁干扰。
2. 开关管:开关电源的核心元件就是开关管,它是开关电源最为重要的元件之一。
开关管在电路中主要的作用就是将直流电转化成高频的交流电,也就是将直流电通过开关管进行脉动调制,变成高频的小电压,但是开关管此时还是存在很大的阻抗。
3. 开关变压器:开关变压器是开关电源中非常重要的元件之一,它是开关管主要的负载,也是将电能进行转换的重要元件。
开关变压器是开关电源最为核心的部分,它能够将直流电压或电流转换成高频交流电压或电流。
4. 整流滤波电路:整流滤波电路是开关电源中必不可少的电路之一,它的主要作用就是将交流电变成直流电,同时将直流电中的脉动成分滤除掉。
由于大多数的开关电源都采用的是脉冲调制技术,所以整流滤波电路在整个电源中的位置非常的重要。
5. 保护电路:保护电路也是开关电源中的一个重要的电路,由于开关电源中的开关管等元件比较容易损坏,如果开关电源发生故障,那么就会造成整个电源的损坏,因此需要加装保护电路。
保护电路能够有效的保护开关电源中的元件,防止由于元件损坏造成的电源故障。
二、全桥开关电源的工作原理全桥式开关电源的工作原理是利用四个开关管进行桥式连接,通过控制开关管的通断来调节输出电压的高低。
当输入电压接入全桥式开关电源后,经过滤波器滤除交流成分,再经过整流滤波后得到直流电压。
然后通过控制电路调节四个开关管的通断时间比例,使得输出电压的高低随控制信号的变化而变化。
同时,输出电压经过反馈电路反馈给控制电路,形成闭环控制,使得输出电压的精度更高。
全桥式开关电源在工作中,正反两组交替工作,故称为全桥式。
在工作时,两边的桥臂同时导通或同时截止,此时电流由正极流向负极或由负极流向正极。
光耦在开关电源中的作用有哪些
在现代电子设备中,开关电源作为一种高效、轻巧的电源供应方案,被广泛应用于各种电子产品中,如手机充电器、电脑电源等。
而光耦作为开关电源中的一个重要元件,发挥着关键的作用。
本文将探讨光耦在开关电源中的作用,以及它的原理和应用。
首先,光耦是一种将输入端和输出端通过光学耦合隔离的元件,主要由发光二极管和光敏三极管组成。
在开关电源中,光耦扮演着信号隔离和传递的关键角色。
当输入端施加电压时,发光二极管产生光信号,经过光传感器后转换为电信号输出到开关电源的控制电路中。
这种光电耦合的设计能够有效地隔离输入和输出端,提高了系统的安全性和稳定性。
其次,光耦在开关电源中还可以实现开关控制信号的隔离和传递。
在开关电源中,控制信号经过光耦隔离后,可以有效地防止输入端噪声和干扰信号对输出端的影响,保证电路的稳定性和可靠性。
同时,光耦还可以实现不同电路之间的隔离,防止电压和电流的干扰,提高系统的抗干扰能力。
此外,光耦还可以实现电流限制和过载保护功能。
在开关电源中,通过控制光耦的工作状态,可以实现对输出电流的限制和监测,保护电路不受过载损坏。
一旦输出电流超过设定值,控制电路会自动切断光耦,实现对电路的保护,避免电子设备的损坏。
总的来说,光耦作为开关电源中的重要元件,具有信号隔离、传递、控制和保护等多种功能。
它不仅可以提高系统的稳定性和安全性,还可以实现电路之间的隔离和互联。
在现代电子设备中,光耦在开关电源中的作用日益重要,为电子设备的高效、稳定运行提供了重要保障。
1。
开关电源中光耦的作用是什么在开关电源电路中,光耦是一种重要的元件,其作用十分关键。
光耦主要由发光二极管(LED)和光敏三极管(光电晶体管)组成,其基本原理是利用LED发出的光照射到光敏三极管上,从而产生光电效应,实现输入和输出信号的隔离和传递。
那么,光耦在开关电源中具体扮演着怎样的角色呢?首先,光耦在开关电源中扮演着信号隔离的重要作用。
在电路中,有时候需要对输入信号和输出信号之间进行隔离,以防止干扰或电气隔离。
光耦的引入能够有效地实现输入和输出信号的隔离,从而提高电路的稳定性和可靠性。
在开关电源中,输入端往往与交流电网相连,而开关管等元件则处于高压高频环境下,这时光耦的隔离作用就显得尤为重要。
通过光电效应的原理,输入端和输出端之间能够实现电气隔离,避免高压高频环境对低压低频端的干扰,确保整个电路的正常工作。
其次,光耦在开关电源中还承担着信号传递的功能。
在一些需要控制的情况下,输入信号需要被准确地传递到输出端,以准确地控制开关电源的开关状态。
通过光耦,可以实现输入信号与输出信号的准确传递,从而使得开关电源能够按照设计要求正常工作。
光耦在这一过程中起到了信号放大、隔离和保护的作用,有效地保证了开关电源电路的稳定性和可靠性。
另外,光耦还在开关电源中扮演着功率控制的角色。
在一些功率控制较为敏感的情况下,光耦可以通过对LED的驱动电流进行调节,实现对输出端功率的控制,从而达到对开关电源整体功率的控制。
因为LED的电流与输出端的功率具有一定的相关性,通过合理地控制LED的驱动电流,可以实现对输出端功率的调节,保证开关电源在不同功率要求下的稳定工作。
综上所述,光耦在开关电源中扮演着信号隔离、信号传递和功率控制等重要角色。
其作用不仅体现在保护电路、提高稳定性,还能有效地实现对开关电源功率的控制。
因此,在设计和应用开关电源电路时,合理地选用和配置光耦元件能够提高电路的稳定性、可靠性和灵活性,确保开关电源正常、安全、高效地工作。
开关电源设计的各种元器件介绍及作用设计并不是如想象中那么简单,特别是对刚接触开关电源研发的人来说,它的外围就很复杂,其中使用的元器件种类繁多,性能各异。
要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。
本文将总结出这部分知识。
开关电源外围电路中使用的元器件种类繁多,性能各异,大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。
开关电源中通用元器件的类型及主要功能如下:一、电阻器1. 取样电阻—构成输出电压的取样电路,将取样电压送至反馈电路。
2. 均压电阻—在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用,亦称平衡电阻。
3. 分压电阻—构成电阻分压器。
4. 泄放电阻—断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中电容器存储的电荷泄放掉。
5. 限流电阻—起限流保护作用,如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的限流电阻。
6. 电流检测电阻—与过电流保护电路配套使用,用于限制开关电源的输出电流极限。
7. 分流电阻—给电流提供旁路。
8. 负载电阻—开关电源的负载电阻(含等效负载电阻)。
9. 最小负载电阻—为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻,可避免因负载开路而导致输出电压过高。
10. 假负载—在测试开关电源性能指标时临时接的负载(如电阻丝、水泥电阻)。
11. 滤波电阻—用作LC型滤波器、RC型滤波器、π型滤波器中的滤波电阻。
12. 偏置电阻—给开关电源的控制端提供偏压,或用来稳定晶体管的工作点。
13. 保护电阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中。
14. 频率补偿电阻—例如构成误差放大器的RC型频率补偿网络。
15. 阻尼电阻—防止电路中出现谐振。
二、电容器1. 滤波电容—构成输入滤波器、输出滤波器等。
2. 耦合电容—亦称隔直电容,其作用时隔断直流信号,只让交流信号通过。
3. 退藕电容—例如电源退藕电容,可防止产生自激振荡。
4. 软启动电容—构成软启动电路,在软启动过程中使输出电压和输出电流缓慢地建立起来。
电源原理图--每个元器件的功能详解!▽FS1:由变压器计算得到Iin值以此Iin值(0.42A)可知使用公司共享料2A/250V , 设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。
TR1(热敏电网):电源启动的瞬间,由于C1(一次侧滤波电容)短路,导致Iin电流很大,虽然时间很短暂,但亦可能对Power产生伤害,所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻,以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A,230V/60A),但因热敏电阻亦会消耗功率,所以不可放太大的阻值(否则会影响效率),一般使用5。
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热敏,若C1电容使用较大的值,则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。
VDR1(突波吸收器):当雷极发生时,可能会损坏零件,进而影响Power的正常动作,所以必须在靠AC输入端(Fuse之后),加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K),但若有价格上的考虑,可先忽略不装。
CY1 , CY2(Y-Cap):Y-Cap 一般可分为Y1及Y2电容,若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap,AC Input若为2Pin(只有L,N)一般使用Y1-Cap,Y1与Y2的差异,除了价格外(Y1较昂贵),绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘,绝缘耐压约为Y2的两倍,且在电容的本体上会有〃回〃符号或注明Y1),此电路蛭蟹G所以使用Y2-Cap , Y-Cap会影响EMI特性,一般而言越大越好,但须考虑漏电及价格问题,漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max)。
CXl(X-Cap)、RX1:X-Cap为防制EMI零件,EMI可分为Conduction及Radiation两部分,Conduction 规范一般可分为:FCC Part 15J Class B 、CISPR 22(EN55022) Class B两种,FCC测试频率在450K〜30MHz , CISPR 22测试频率在150K〜30MHz , Conduction可在厂内以频谱分析仪验证,Radiation则必须到实验室验证,X-Cap 一般对低频段(150K〜数M之间)的EMI防制有效,一般而言X-C叩愈大,EMI防制效果愈好(但价格愈高),若X-C叩在0.22uf以上(包含0.22uf),安规规定必须要有泄放电阻(RX1,一般为1.2MQ 1/4W)。
你了解开关电源上各个电子元件的作用吗认识你的电源以往在采购计算机配件时,电源是最容易被无视的组件之一,不过其各路电压输出规格、电压稳定性、发生异常时的保护性却有相当重要的地位,因为主机所有配件的所需电力均需由电源供给器供给,同时随着各硬件于不同状态下的耗电量去调节输出负载,又要兼顾长时间操作及全载输出的稳定性,而电源发生故障时或是负载产生异常,保护系统须立即介入,以防止过电压/电流造成装置损坏;对于全球能源吃紧,新款电源供给器除了上述特性外,也开场讲求提高转换效率,例如80PLUS就是代表电源供给器通过高效率认证的标章之一。
常见的计算机用电源的功能是将输入的交流市电(AC110V/220V),经过隔离型交换式降压电路转换出各硬件所需的各种低压直流电:3.3V、5V、12V、-12V及提供计算机关闭时待命用的5V Standby(5VSB)。
所以电源部同时具备了耐高压、大功率的组件以及处理低电压及控制信号的小功率组件。
电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因数修正电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是DC-DC转换电路)→滤波(平滑输出纹波,由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出。
以下从交流输入端EMI滤波电路常见的组件开场介绍。
交流电输入插座■交流电输入插座此为交流电从外部输入电源的第一道关卡,为了阻隔来自电力在线干扰,以及防止电源运作所产生的交换噪声经电力线往外散布干扰其它用电装置,都会于交流输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器),其功能就是一个低通滤波器,将交流电中所含高频的噪声旁路或是导向接地线,只让60Hz左右的波型通过。
上面照片中,中央为一体式EMI滤波器电源插座,滤波电路整个包于铁壳中,能更有效防止噪声外泄;右方的那么是以小片电路板制作EMI滤波电路,通常使用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的电源供给器,少了铁皮外壳多少会有噪声泄漏情形;而左边的插座上只加上Cx与Cy电容(稍后会介绍),使用这类设计的电源,其EMI滤波电路通常需要做在主电路板上,假设是主电路板上的EMI电路区空空如也,就代表该区组件被省略掉了。
目前使用12公分风扇的电源供给器部空间都不太能塞下一体式EMI滤波器,所以大多采用照片左右两边的做法。
■ X电容(Cx,又称为跨接线路滤波电容)这是EMI滤波电路组成中,用来跨接火线(L)与中性线(N)间的电容,用途是消除来自电力线的低通常态噪声。
外观如照片所示为方型,上方会打上X或X2字样。
■Y电容(Cy,又称为线路旁通电容器)Y电容为跨接于浮接地(FG)和火线(L)/中性线(N)之间,用来消除高通常态及共态噪声。
Y电容的外观如照片呈圆饼状而计算机用电源中的FG点与金属外壳、地线(E)及输出端0V/GND共接,所以未连接接地线时,会经由两颗串联的Cy电容分压出输入电源一半的电位差(Vin/2),人体碰触到后就有可能产生感电现象。
共态扼流圈(交连电感)■共态扼流圈(交连电感)共模态扼流圈在滤波电路中为串联在火线(L)与中性线(N)上,用来消除电力在线低通共态以及射频噪声。
有些电源的输入端线路,会有缠绕在磁芯上的设计,也可以当作是简单的共态扼流圈。
其外观有环形与类似变压器的方形,局部可以见到外露的线圈。
所谓共态噪声,代表是L/N线对于地线E间的噪声,而常态噪声,那么是L与N线之间的噪声,EMI滤波器功能主要是消除及阻挡这两类噪声。
在EMI滤波电路之后的是瞬时保护电路及整流电路,常见的组件如下。
■保险丝保险丝就是当其流过其上的电流值超出额定限度时,会以熔断的方式来保护连接于后端电路,一般使用于电源供给器中的保险丝为快熔型,比拟好的会使用防爆式保险丝,其与一般保险丝最大的差异是外管为米色瓷管,填充防火材质防止熔断时产生火花。
其安装于电路板上的方式有如图片上方的固定式(两端直接套上导线座并焊于电路板上)以及图片中央的可拆卸式(使用金属夹片固定)。
下方的方形组件是温度保险丝,这类保险丝固定于大功率水泥电阻或是功率组件的散热片上,主要是用于超温保护,防止组件过热而损坏或发生火灾,这类保险丝也有与电流保险丝结合的版本,对电流及温度进展双重保护。
■负温度系数电阻(NTC)因为电源接通电源瞬间,其的高压端电解电容属于无电状态,充电瞬间将产生过大电流突波以及线路压降,可能使桥式整流器等组件超出其额定电流而烧坏。
NTC使用时串联于L 或N线路上,启动时其部阻抗值可以限制充电瞬间的电流值,而负温度系数的定义是其电阻会随其温度上升而降低,所以随着电流流过本体使温度逐渐升高后,其阻值会随着降低,防止造成不必要功率消耗。
其外观大多为黑色及墨绿色的圆饼状元件但其缺点是电源处于热机状态下启动时,其保护效果会打上折扣,且即使阻抗可随温度降低,仍会消耗些许功率,所以目前高效率电源大多采用更进阶的瞬时保护电路。
金氧变阻器(MOV)■金氧变阻器(MOV)变阻器跨接于保险丝后端的火线与地线间,其动作原理为当其两端电压差低于其额定电压值时,本体呈现高阻抗;当电压差超出其额定值,本体电阻会急速下降,L-N间呈现近似短路状态,前端的保险丝因短路而升高的电流将会使其熔断,以保护后端电路,有时本体承受功率过大时,亦以自毁方式来警告使用者该装置已经出现问题。
通常用于电源供给器交流输入端,当输入交流发生过电压时能及时让保险丝熔断,防止使部组件损坏。
其颜色与外观与Cy电容很接近,不过可以从组件上面的字样及型号来分别其不同。
■桥式整流器部由四颗二极管交互连接所构成的桥式整流器,其功用是将输入交流进展全波整流后,供后端交换电路使用。
其外观与大小会随着组件额定电压及电流的不同而有所差异,局部电源供给器会将其固定于散热片上,协助其散热,以利稳定的长时间运作。
经过整流后,便进入功率级一次侧的交换电路,这里的组件决定了电源供给器的各路最大输出能力,是电源供给器相当重要的一部份。
■开关半导体在交换电路中作为无接点快速电子开关,依控制信号导通及截止,决定电流是否流过,于主动功率因数修正电路以及功率级一次侧电路扮演重要角色。
照片中上方为电源常见的N MOSFET(N型金氧半导体场效半导体管),下方那么是NPNBJT(NPN型三极管)随着开关组件的电路组成方式,可构成双晶顺向式、半桥式、全桥式、推挽式等等不同的功率级拓墣,在讲求高效率的电源供给器,也有使用开关半导体构成同步整流电路以及DC-DC降压电路的应用。
变压器■变压器为何称为隔离型交换式降压电源,就是因为使用变压器作为上下电压分隔,并利用磁能进展能量交换,不仅可以防止上下压电路故障时的漏电危险,也能简单产生多种电压输出。
因其运作频率较高,变压器体积较一般交流变压器要来得小。
因为变压器为功率传递路径之一,目前大输出电源有使用多变压器的设计,防止单一变压器发生饱和现象而限制功率的输出。
照片中上方较小的变压器为辅助电源电路以及信号传递用的脉冲变压器,下方较大者为主要功率变压器以及环形的二次侧调整用变压器。
以变压器作为隔离分界,二次侧的输出电压已经比一次侧要低上许多,不过还需要经过整流、调整以及滤波平滑等电路,才会变成计算机零件所需的各电压直流电。
■二极管电源供给器部,随着各部电路要求及输出大小而使用不同种类以及规格,除了一般的硅二极管外,还有萧特基障壁二极管(SBD)、快速回复二极管(FRD)、齐纳二极管(ZD)等种类。
图片中为二极管常见的封装形式FRD主要用于主动功率因数修正以及功率级一次侧电路;SBD用于功率级二次侧,将变压器输出进展整流;ZD那么是作为电压参考用。
■电感器电感器随着磁芯构造、感抗值、电路上安装位置的不同,可以作为交换电路中的储能组件、磁性放大电路的电压调整组件以及二次侧整流后输出滤波使用,于电源供给器中广泛使用。
图片中电感形状有环形及圆柱型,随着感值及电流承受力而有不同的圈数以及漆包线粗细。
电容器■电容器如电感器般,电容器同样也作为储能组件以及纹波平滑使用。
为了承受整流后的高压直流,高耐压电解电容用于电源供给器一次侧电路;为了降低输出下电解电容连续充放电时造成的损失,二次侧电路那么大量使用高耐温长寿低阻抗电解电容。
图片中下方较大者为用于一次侧的高耐压电解电容,上方较低耐压那么使用于二次侧及外围控制电路因电容有化学物质(电解液)的关系,工作温度对电解电容的寿命有相当影响,所以长时间下运作,除了维持电源供给器的良好散热外,其使用的电解电容厂牌及系列也决定电源供给器稳定运作的可靠度及寿命。
■电阻器电阻器用于限制电路上流过的电流,并于电源供给器关闭后释放电容器所储存的电荷,防止产生电击事故。
图片中左方为大功率水泥电阻,可承受较大功率超额,右方那么为一般常见的电阻,其上的色码标示出其阻值及误差。
上述组件构成的电路假设是没有搭配控制电路的话,是无法发挥其功能的,而各路输出也需要随时监视管理,当发生任何异常时就要立即切断输出,以保护计算机零组件的平安。
■各种控制IC电源供给器的控制IC,依其安装位置及用途来分,有作为PFC电路用、功率级一次侧PWM 电路用、PFC/PWM整合控制用、辅助电源电路用整合组件、电源监控管理IC等等。
PFC电路用:作为主动功率因数修正电路控制,使电源供给器可维持一定的功率因数,并减少高次谐波产生。
功率级一次侧PWM电路用:作为功率级一次侧开关半导体驱动用PWM(脉宽调变)信号产生,随着电源输出状态对其任务周期(Duty Cycle)的控制。
一般常见的有UC3842/3843系列等PWM控制IC。
PFC/PWM整合控制用:将上述两种控制器结合于单一IC中,可使电路更为简化,组件数目减少,缩小体积外也降低故障率。
例如常见的CM680X系列,就是PFC/PWM整合控制IC。
辅助电源电路用整合组件:因为电源关闭后,辅助电源电路仍需持续输出,所以必须自成一独立系统,因其输出瓦数不需太高,所以使用业界小功率整合组件作为其核心,例如PI 的TOPSwitch系列。
电源监控管理IC:进展各路输出的UVP(低电压保护)、OVP(过电压保护)、OCP(过电流保护)、SCP(短路保护)、OTP(过温度保护)监视及保护,当超出其设定值后,便会关闭并锁定控制电路,停顿电源供给器输出,待故障排除后才可重新启动。
除了上述组件外,其它还有厂商视需要自行加上的IC,例如风扇控制IC等等。
■光耦合器光耦合器主要是用于高压电路与低压电路的信号传递,并维持其电路隔离,防止发生故障时上下压电路间产生异常电流流动,使低压组件损坏。
其原理就是使用发光二极管与光敏半导体管,利用光来进展信号传递,且因为两者并无电路上的连结,所以可以维持两端电路的隔离。