【開關電源組成(cheng)部(bu)分】開關電源由什么組成(cheng) 開關電源的(de)組成(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(cheng)為穩壓電源的主流產品。
電(dian)子(zi)設(she)備(bei)(bei)電(dian)氣(qi)故(gu)(gu)(gu)障的(de)檢(jian)修(xiu),本著從易到(dao)難的(de)原(yuan)則,基本上(shang)都是先從電(dian)源入(ru)手,在確定(ding)其電(dian)源正常后,再(zai)進(jin)行(xing) 其他(ta)部位的(de)檢(jian)修(xiu),且電(dian)源故(gu)(gu)(gu)障占電(dian)子(zi)設(she)備(bei)(bei)電(dian)氣(qi)故(gu)(gu)(gu)障的(de)大(da)多數。故(gu)(gu)(gu)了解開頭電(dian)源基本工(gong)作原(yuan)理(li),熟(shu)悉其維(wei)修(xiu)技(ji)巧和常見故(gu)(gu)(gu)障,有利于縮(suo)短電(dian)子(zi)設(she)備(bei)(bei)故(gu)(gu)(gu)障維(wei)修(xiu)時間,提高 個人(ren)設(she)備(bei)(bei)維(wei)護技(ji)能。
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(chong)擊(ji)電流(liu)限幅(fu):限制接通電源(yuan)瞬(shun)間(jian)輸入側(ce)的(de)沖(chong)擊(ji)電流(liu)。
輸(shu)入濾波(bo)器:其作用是過濾電網存(cun)在的雜波(bo)及阻礙本機產生的雜波(bo)反饋(kui)回電網。
整流與濾波:將電網(wang)交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變(bian):將(jiang)整(zheng)流(liu)后的直流(liu)電(dian)變(bian)為高(gao)頻(pin)交流(liu)電(dian),這(zhe)是高(gao)頻(pin)開關電(dian)源(yuan)的核心部分。
輸出(chu)整流與(yu)濾波(bo):根據(ju)負(fu)載需(xu)要(yao),提供穩定可靠的(de)直(zhi)流電源。
2、控制電路
一(yi)方(fang)(fang)面從(cong)輸出(chu)(chu)端取樣,與(yu)設定值進行比較,然后(hou)去(qu)控制逆變器,改變其(qi)脈寬或(huo)脈頻,使輸出(chu)(chu)穩定,另一(yi)方(fang)(fang)面,根據測試(shi)電(dian)(dian)路提供的數據,經保(bao)護電(dian)(dian)路鑒別,提供控制電(dian)(dian)路對電(dian)(dian)源進行各種保(bao)護措施(shi)。
3、檢測電路
提供(gong)保護電路中正在運行中各種(zhong)參數和(he)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(xin)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通過(guo)開關S和濾波電(dian)路向(xiang)負(fu)載RL提(ti)供能量(liang),當(dang)開關S斷開(kai)時,電(dian)路中的儲能裝置(L1、C2、二極管D組(zu)成(cheng)的電(dian)路)向負載RL釋(shi)放(fang) 在開關接通時(shi)所儲存的能量,使負載(zai)得到連(lian)續(xu)而穩定的能量。
VO=TON/T*Vi;
VO 為負載兩端(duan)的電壓平均值(zhi);
TON 為開關每(mei)次接通的時間;
T 為開關(guan)通斷的(de)工作周期;
由式可知,改變開關接通時間和工作周期的比例,VO間(jian)電(dian)壓平均(jun)值(zhi)也隨之改變,因此,隨著負(fu)載及輸入電(dian)源(yuan)電(dian)壓的變化自(zi)動調整TON和(he)T的比例(li)便(bian)使輸出電壓VO 維(wei)持不變。改變接(jie)通時間TON和工作(zuo)周期(qi)比例亦(yi)即改(gai)變脈沖的占(zhan)空比,這種方法(fa)稱(cheng)為(wei)“時間比率控(kong)制”(TimeRationControl,縮寫為 TRC)。
按TRC控制原理,有(you)三種方式:
1、脈沖寬度調制(PulseWithModulation,縮寫為PWM)
開(kai)關周(zhou)期恒定,通過改變脈沖寬(kuan)度來(lai)改變占空(kong)比(bi)的方式。
2、脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)
導通脈沖寬(kuan)度恒定,通過改變(bian)開關工作頻率來改變(bian)占空比的方(fang)式。
3、混合調制
導通脈沖寬度和開關工作頻率均不(bu)固定(ding),彼此都(dou)能改變的(de)方式,它是(shi)以上二種方式的(de)混合(he)。