启动电源工作原理

第 31 页 共47页 第八章 氩弧焊机工作原理

一、 什么是氩弧焊

氩弧焊即钨极惰性气体保护弧焊，指用工业钨或活性钨作不熔化电极，惰性气体（氩气）作保护的焊接方法，简称TIG。

二、氩弧焊的起弧方式

氩弧焊的起弧采用高压击穿的起弧方式，先在电极针（钨针）与工件间加以高频高压，击穿氩气，使之导电，然后供给持续的电流，保证电弧稳定。

三、氩弧焊的一般要求

（一）对气体的控制要求：要求气体先来后走，氩气是较易被击穿的惰性气体，先在工件与电极针间充满氩气，有利于起弧；焊接完成后，保持送气，有助于防止工件迅速冷却防止氧化，保证了良好的焊接效果。

（二）电流的手开关控制要求：要求按下手开关时，电流较气延迟，手开关断开（焊接结束后），根据要求延时供气电流先断。

（三）高压的产生与控制要求：氩弧焊机采用高压起弧的方式，则要求起弧时有高压，起弧后高压消失。

（四）干扰的防护要求：氩弧焊的起弧高压中伴有高频，其对整机电路产生严重的干扰，要求电路有很好的防干扰能力。

四、氩弧焊机与手弧焊机的工作电路的差别

氩焊机与手弧焊机在主回路、辅助电源、驱动电路、保护电路等方面都是相似的。但它在后者的基础上增加了几项控制：1、手开关控制；2、高频高压控制；3、增压起弧控制。另外在输出回路上，氩弧焊机采用负极输出方式，输出负极接电极针，而正极接工件。

五、氩弧焊机的工作原理

氩弧焊机在主回路、辅助电源、驱动电路、保护电路等方面的工作原理是与手弧焊机是相同的。在此不再多叙述，而着重介绍氩弧焊机所特有的控制功能及起弧电路功能。

（一） 手开关控制

手开关原理图如图8.1

图8.1 第 32 页 共47页 氩弧焊机要求氩气先来后走，而电流则后来先走（相对气而言），这此都是通过手开关控制实现的。

由图知：当焊机主开关合上后，辅助电源工作，给控制电路提供了24V的直流电。手开关未合上时，24V直流电通过电阻R5使Q2导通， CW3525芯片的8脚经过T形滤波器（L5、C5组成，抗干扰用）对地短路，此时，CW3525处于封波状态，电路无输出；手开关合上时，24V直流电通过电阻R4、 R8使Q1导通，Q2基极被拉低而关断，24V直流电通过电阻R6、 R7使Q3导通继电器J3A吸合，使控制气体供给的电磁阀工作，给焊接供气。而8脚电位由于缓起动电阻，电容的作用缓慢增长，经过一定时间，CW3525开始工作，电路开始输出功率。这样，电流就较气延时供给延时时间由缓起动动阻、容值决定）。

作为PC的动力来源，电源的重要性不言而喻，它能直接影响到整部机器的稳定运行和整体性能发挥。由于早期电脑配件功耗方面要求较低，所以对电源的依赖性较少，在Pentium3时代以前，不是太受重视的，但由于近年来随着硬件设备特别是CPU和显卡的高速发展及更新换代，PC对供电的要求大幅提高，因此电源对整个系统的稳定性起着越来越重要的作用。

为了能用于驱动机箱内的各中PC设备，电源主要通过运行高频开关技术将输入的较高的交流电压(AC)转换成PC电脑工作所需要的(DC)，这是电源的基本工作原理。

电源是个人电脑中不可缺少的重要组成部件

PC电源的工作流程：当市电进入电源后，先通过扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号，然后经过整流和滤波得到高压直流电。接着通过开关电路把高压直流电转成高频脉动直流电，再送高频开关变压器降压。最后滤除高频交流部份，这样最后输出供电脑使用的相对纯净的低压直流电。

如上图所示，电源内部的大致流程为：高压市频交流输入 → 一、二级EMI滤波电路（滤波） → 全桥电路整流(整流)+大容量高压滤波电容(滤波) → 高压直流 → 开关三极管 → 高频率的脉动直流电 → 开关变压器（变压）→ 低压高频交流 → 低压滤波电路（整流、滤波） → 稳定的低压直流输出

一级EMI滤波电路

1、220交流电进入电源，首先经过扼流线圈和电容，滤除高频杂波和同相干扰信号。这些扼流线圈和电容就组成了一级EMI滤波电路。

二级EMI滤波电路

2、通过一级EMI电路后，再由电感线圈和电容组成的二级EMI电路进一步滤除高频杂波。

有源PFC(主动式PFC)

PFC(Power Factor Correction)即“功率因数校正”，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。通过CCC认证的PC电源，都必须增加PFC电路。PFC电路一般设计在第二层滤波之后，全桥整流电路之前，它在增流滤波电路中有着非常重要的作用，可以在把交流电转换为直流时提高电源对市电的利用率，减少电能损耗，同时使用PFC能减少电源对市电和其它电器的干扰。

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电源的缓启动电路原理分析

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1.0 2009-10-10 Song changjiang Created

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在电信工业和微波电路设计领域，普遍使用MOS管控制冲击电流的方达到电流缓启动的

目的。MOS管有导通阻抗Rds_on低和驱动简单的特点，在周围加上少量元器件就可以构成缓

慢启动电路。虽然电路比较简单，但只有吃透MOS管的相关开关特性后才能对这个电路有深

入的理解。

本文首先从MOSFET的开通过程进行叙述：

尽管MOSFET在开关电源、电机控制等一些电子系统中得到广泛的应用，但是许多电子工程师并没有

十分清楚的理解MOSFET开关过程，以及MOSFET在开关过程中所处的状态一般来说，电子工程师通常基

于栅极电荷理解MOSFET的开通的过程，如图1所示此图在MOSFET数据表中可以查到

图1 AOT460栅极电荷特性

MOSFET的D和S极加电压为VDD，当驱动开通脉冲加到MOSFET的G和S极时，输入电容Ciss充

电，G和S极电压Vgs线性上升并到达门槛电压VGS(th)，Vgs上升到VGS(th)之前漏极电流Id≈0A，没有漏

极电流流过，Vds的电压保持VDD不变

当Vgs到达VGS(th)时，漏极开始流过电流Id，然后Vgs继续上升，Id也逐渐上升，Vds仍然保持

VDD当Vgs到达米勒平台电压VGS(pl)时，Id也上升到负载电流最大值ID，Vds的电压开始从VDD下降

米勒平台期间，Id电流维持ID，Vds电压不断降低 [键入文字]

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米勒平台结束时刻，Id电流仍然维持ID，Vds电压降低到一个较低的值米勒平台结束后，Id电流仍

然维持ID，Vds电压继续降低，但此时降低的斜率很小，因此降低的幅度也很小，最后稳定在

电脑电源的工作原理

电源简单的工作原理是这样的，市电进入电源后经整流和滤波转为高压直流电，再通过开关电路和高频开关变压器转为高频率低压脉冲，再经过整流和滤波，最终输出低电压的直流电源。

高压市频交流-（整流、滤波）> 高压直流-（调制）> 高压高频交流-（变压）> 低压高频交流-（整流、滤波）> 低压直流

市电进入电源，首先要经过扼流流圈和电容，滤除高频杂波和同相干扰信号。然后再经过电感线圈和电容，进一步滤除高频杂波。接下来再经过由4个二极管组成的全桥电路整流（编者注：也有半桥电路），和大容量的滤波电容滤波后，电流才由高压交流电转换为高压直流电。

经过了交直转换后，电流就进入了整个电源最核心的部分－－开关电路。开关电路主要由两个开关管组成，通过它们的轮流导通和截止，便将直流电转换为高频率的脉动直流电。接下来，再送到高频开关变压器上进行降压。

经过高频开关变压器降压后的脉动电压，同样要使用二极管和滤波电容进行整流和滤波，此外还会有1、2个电感线圈与滤波电容一起滤除高频交流成分。

经过上面一系列工序后，输出的的电流，才算真正完成电脑所需要的较为纯净的低压直流电。

 ATX电源几组输出电压的用途

+3.3V：最早在ATX结构中提出，现在基本上所有的新款电源都设有这一路输出。而在AT/PSII电源上没有这一路输出。以前电源供应的最低电压为+5V，提供给主板、CPU、内存、各种板卡等，从第二代奔腾芯片开始，由于CPU的运算速度越来越快，INTEL公司为了降低能耗，把CPU的电压降到了3.3V以下，为了减少主板产生热量和节省能源，现在的电源直接提供3.3V电压，经主板变换后用于驱动CPU、内存等电路。

+5V：目前用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路，包括磁盘、光盘驱动器的控制电路。

+12V：用于驱动磁盘驱动器马达、冷却风扇，或通过主板的总线槽来驱动其它板卡。在最新的P4系统中，由于P4处理器能能源的需求很大，电源专门增加了一个4PIN的插头，提供+12V电压给主板，经主板变换后提供给CPU和其它电路。所以P4结构的电源+12V输出较大，P4结构电源也称为ATX12V。