【開關(guan)電(dian)源組(zu)成(cheng)(cheng)部分】開關(guan)電(dian)源由什么組(zu)成(cheng)(cheng) 開關(guan)電(dian)源的組(zu)成(cheng)(cheng)結構
一、開關電源由什么組成
電源是各種電子設備必不可缺的組成部分,其性能優 劣直接關系到電子設備的技術指標及能否安全可靠地工作。由于開關電源內部關鍵元器件工作在高頻開關狀態,功耗小,轉化率高,且體積和重量只有線性電源的 20%—30%,故目(mu)前它已成為穩壓電源的主流產(chan)品(pin)。
電子(zi)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)電氣故(gu)(gu)(gu)障(zhang)的(de)檢(jian)修,本(ben)著從(cong)易(yi)到難的(de)原則(ze),基本(ben)上都是(shi)先從(cong)電源入手,在確定其電源正常后,再(zai)進行 其他部位的(de)檢(jian)修,且電源故(gu)(gu)(gu)障(zhang)占電子(zi)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)電氣故(gu)(gu)(gu)障(zhang)的(de)大多數。故(gu)(gu)(gu)了(le)解開(kai)頭電源基本(ben)工作原理,熟悉其維(wei)(wei)(wei)修技(ji)巧和常見故(gu)(gu)(gu)障(zhang),有利(li)于縮(suo)短電子(zi)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)維(wei)(wei)(wei)修時間,提(ti)高 個(ge)人設(she)(she)(she)備(bei)(bei)維(wei)(wei)(wei)護技(ji)能(neng)。
圖1
二、開關電源的組成結構
開關電源大至由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成,見圖1。
1、主電路
沖擊(ji)電流限幅:限制接通電源瞬間輸入(ru)側的沖擊(ji)電流。
輸(shu)入濾波(bo)器:其作(zuo)用是過(guo)濾電網存(cun)在的雜波(bo)及(ji)阻礙本機產生的雜波(bo)反饋回(hui)電網。
整(zheng)流(liu)與濾波:將電網交流(liu)電源直接整(zheng)流(liu)為較(jiao)平滑的直流(liu)電。
逆變:將整(zheng)流(liu)(liu)后的(de)直流(liu)(liu)電(dian)變為(wei)高頻交流(liu)(liu)電(dian),這是(shi)高頻開關(guan)電(dian)源的(de)核心部分。
輸出整流與濾波:根據負載需要(yao),提供穩定可靠的直流電源。
2、控制電路
一方面從輸出(chu)端(duan)取樣,與(yu)設定值進(jin)行比較,然后去控制(zhi)(zhi)逆變(bian)器,改變(bian)其脈(mo)寬或脈(mo)頻,使輸出(chu)穩定,另一方面,根據(ju)測試電路提供的數(shu)據(ju),經保護電路鑒(jian)別,提供控制(zhi)(zhi)電路對電源進(jin)行各種保護措施(shi)。
3、檢測電路
提供保(bao)護電路中正在運行中各種(zhong)參數和各種(zhong)儀表數據。
4、輔助電源
實現電源的軟件(遠程)啟動,為保護電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。
三、開關電源的工作原理
開關電源就是采用功率半導體器件作為開關元件,通過周期性通斷開關,控制開關元件的占空比來調整輸出電壓。開關元件以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開 關無件接通時輸入電源Vi通(tong)過開關(guan)S和濾波電路向(xiang)負載RL提供能量(liang),當開關(guan)S斷(duan)開(kai)時,電路中的(de)儲能(neng)裝(zhuang)置(zhi)(L1、C2、二極管(guan)D組成的電路(lu))向負載RL釋放 在開關接通時所儲(chu)存的能量(liang),使負載得到連續而穩(wen)定的能量(liang)。
VO=TON/T*Vi;
VO 為負(fu)載兩(liang)端(duan)的電(dian)壓平均值;
TON 為開關(guan)每次(ci)接通的時間;
T 為開(kai)關通斷的工作周期(qi);
由式可知,改變開關接通時間和工作周期的比例,VO間電壓平均值(zhi)也隨之改變(bian),因此,隨著負(fu)載及(ji)輸入電源電壓的(de)變(bian)化(hua)自動調整TON和T的比例便(bian)使輸出(chu)電壓VO 維持不變(bian)。改變(bian)接通時間TON和工作周期比(bi)(bi)例亦即改變脈沖(chong)的占空(kong)比(bi)(bi),這種方法稱(cheng)為“時間(jian)比(bi)(bi)率控制”(TimeRationControl,縮寫為 TRC)。
按TRC控制原理,有三種方(fang)式(shi):
1、脈沖寬度調制(PulseWithModulation,縮寫為PWM)
開關周期恒定(ding),通過改(gai)變(bian)脈沖(chong)寬度(du)來改(gai)變(bian)占空比(bi)的方式。
2、脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)
導通脈沖寬度恒定,通過改變開關工作頻率(lv)來改變占(zhan)空比的方式(shi)。
3、混合調制
導通脈沖寬(kuan)度和開關工作頻率均不固(gu)定,彼此都能改變的方(fang)式,它是(shi)以(yi)上二種方(fang)式的混(hun)合。