开关电源工作原理及其工作的原理分析.docx

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1、开关电源工作原理及其工作的原理分析中国开关电源门户网5月31日讯：先简单的说下电源不适合在哪些 环境下使用： 海拔高度不超过IOOO米。 相对湿度：月平均最大相对湿度为90%,最低15%o 使用环境温度不得超过下列极限：最高环境空气温度不高于40, 最低环境空气温度不低于-15C,水冷电源低于1 C时,要保证水管不结 冰。 使用场所应无严重影响产品使用的气体、蒸汽、化学沉积、尘垢霉 菌及其它易燃、易爆、腐蚀性介质，并应无剧烈震动和颠簸。 除非采取防护措施，否则产品不得在室外使用。下现再详细的说下开关电源电路组成及原理详解一、 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)

2、 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:开关电源电路方框图二、 输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理： 防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MoV2、M0V3： F1、F2、F3、FDGl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。输入滤波电路：C1、LK C2、C3组成的双门型滤波网络主要 是对输

3、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（RTI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。整流滤波电路：交流电压经BRGl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：输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双口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

4、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。 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 或者后级电路短路现象，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

5、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，EMl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预当 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IV时，UC3842住手工作，开关管Q1即将关断。R1和

6、Q1中的结电容CGS CGD 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。Rl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也就越多；当 QI截止时，变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也达到 了磁场复位的目的，为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。IC 根据输出电压和电流时刻调整着脚锯形波占空比的大小，从而稳定了 整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压吸收回路。4、推挽式功率

7、变换电路：Q1和Q2将轮流导通。IC 38465、有驱动变压器的功率变换电路:T2为驱动变压器，Tl为开关变压器，TRl为电流环。DC+四、输出整流滤波电路:1、 正激式整流电路：T1为开关变压器，其初极和次极的相位同相。D1为整流二极管, D2为续流二极管，R1、C1、R2、C2为削尖峰电路。Ll为续流电感, C4、L2、C5组成口型滤波器。2、 反激式整流电路：T1为开关变压器，其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管，R1、CI为削尖峰电路。Ll为续流电感，R2为假负载，C4、L2、C5组 成兀型滤波器。3、同步整流电路:工作原理：当变压器次级上端为正时，电流经C2、R5、R6、R7 使

8、Q2导通，电路构成回路，Q2为整流管。QI栅极由于处于反偏而截 止。当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使Q1导通，Q1 为续流管。Q2栅极由于处于反偏而截止。L2为续流电感，C6、L1、C7组成型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。五、开关电源本身工作不正常的几种情况:1、“电压调节”、“电流调节”均巳向右调节，均不在零位，“过压调节” 也已向右大幅调节，电源仍无电压或者电流输出，而且“恒压”、恒流” 灯均巳点亮，这种状态应报请维修人员检查。2、如果打开电源开关，听不到机内有继电器的吸合声，数字显示表 及各种指示灯无一点亮，说明输入电源即交流220V电压未进入机内， 应由维修人员检查。