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看懂這10個電源電路,才敢自稱電源工程師!

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看懂這10個電源電路,才敢自稱電源工程師!

分類:
電源技術
作者:
廣州市愛浦電子科技有限公司
來源:
原創
發布時間:
2020/10/28
瀏覽量

一、開關電源的電路組成


二、輸入電路的原理及常見電路
1、AC 輸入整流濾波電路原理:

①防雷電路:當有雷擊,產生高壓經電網導入電源時,由 MOV1、MOv2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1 組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時,其阻值降低,使高壓能量消耗在壓敏電阻上,若電流過大,F1、F2、F3 會燒毀保護后級電路。

②輸入濾波電路:C1、L1、C2、C3 組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間,要對 C5 充電,由于瞬間電流大,加 RT1(熱敏電阻)就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在 RT1 電阻上,一定時間后溫度升高后 RT1 阻值減小(RT1 是負溫系數元件),這時它消耗的能量非常小,后級電路可正常工作。

③整流濾波電路:交流電壓經 BRG1 整流后,經 C5 濾波后得到較為純凈的直流電壓。若 C5 容量變小,輸出的交流紋波將增大。

2、 DC 輸入濾波電路原理:
 
①輸入濾波電路:C1、L1、C2 組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4 為安規電容,L2、L3 為差模電感。

② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7 組成抗浪涌電路。在起機的瞬間,由于 C6 的存在 Q2 不導通,電流經 RT1 構成回路。當 C6 上的電壓充至 Z1 的穩壓值時 Q2 導通。如果 C8 漏電或后級電路短路現象,在起機的瞬間電流在 RT1 上產生的壓降增大,Q1 導通使 Q2 沒有柵極電壓不導通,RT1 將會在很短的時間燒毀,以保護后級電路。

三、功率變換電路
1、 MOS 管的工作原理:

目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是 MOSFET(MOS 管),是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態,所以輸入電阻可以大大提高,最高可達 105 歐姆,MOS 管是利用柵源電壓的大小,來改變半導體表面感生電荷的多少,從而控制漏極電流的大小。

2、常見的原理圖:
 
3、工作原理:

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2 組成緩沖器,和開關 MOS 管并接,使開關管電壓應力減少,EMI 減少,不發生二次擊穿。在開關管 Q1 關斷時,變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流,這些元件組合一起,能很好地吸收尖峰電壓和電流。從 R3 測得的電流峰值信號參與當前工作周波的占空比控制,因此是當前工作周波的電流限制。

當 R5 上的電壓達到 1V 時,UC3842 停止工作,開關管 Q1 立即關斷。 R1 和 Q1 中的結電容 CGS、CGD 一起組成 RC 網絡,電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。R1 過小,易引起振蕩,電磁干擾也會很大;R1 過大,會降低開關管的開關速度。Z1 通常將 MOS 管的 GS 電壓限制在 18V 以下,從而保護了 MOS 管。

Q1 的柵極受控電壓為鋸形波,當其占空比越大時,Q1 導通時間越長,變壓器所儲存的能量也就越多;當 Q1 截止時,變壓器通過 D1、D2、R5、R4、C3 釋放能量,同時也達到了磁場復位的目的,為變壓器的下一次存儲、傳遞能量做好了準備。IC 根據輸出電壓和電流時刻調整著⑥腳鋸形波占空比的大小,從而穩定了整機的輸出電流和電壓。 C4 和 R6 為尖峰電壓吸收回路。

4、推挽式功率變換電路:

Q1 和 Q2 將輪流導通。
 
5、有驅動變壓器的功率變換電路:

T2 為驅動變壓器,T1 為開關變壓器,TR1 為電流環。
 
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四、輸出整流濾波電路:
 
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T1
 
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T1
 
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工作原理:當變壓器次級上端為正時,電流經
 
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2、工作原理:

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當輸出電路短路,輸出電壓消失,光耦
 
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當輸出短路,UC3842①腳電壓上升,U1

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當輸出電路短路或過流,變壓器原邊電流增大,R3
 
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輸出電路短路或電流過大,TR1
 
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上圖是常見的輸出端限流保護電路,其工作原理簡述如上圖:當輸出電流過大時,RS(錳銅絲)兩端電壓上升,U1③腳電壓高于②腳基準電壓,U1①腳輸出高電壓,Q1
 
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如上圖,當
 
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如上圖,當
 
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4、輸出過壓鎖死電路:
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2、工作原理:

輸入電壓經 L1、L2、L3 等組成的 EMI 濾波器,BRG1 整流一路送 PFC 電感,另一路經 R1、R2 分壓后送入 PFC 控制器作為輸入電壓的取樣,用以調整控制信號的占空比,即改變 Q1 的導通和關斷時間,穩定 PFC 輸出電壓。L4 是 PFC 電感,它在 Q1 導通時儲存能量,在 Q1 關斷時施放能量。D1 是啟動二極管。D2 是 PFC 整流二極管,C6、C7 濾波。PFC 電壓一路送后級電路,另一路經 R3、R4 分壓后送入 PFC 控制器作為 PFC 輸出電壓的取樣,用以調整控制信號的占空比,穩定 PFC 輸出電壓。

五、輸入過欠壓保護
1、原理圖:
 
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2、工作原理:

AC 輸入和 DC 輸入的開關電源的輸入過欠壓保護原理大致相同。保護電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。取樣電壓分為兩路,一路經 R1、R2、R3、R4 分壓后輸入比較器 3 腳,如取樣電壓高于 2 腳基準電壓,比較器 1 腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷,電源無輸出。另一路經 R7、R8、R9、R10 分壓后輸入比較器 6 腳,如取樣電壓低于 5 腳基準電壓,比較器 7 腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷,電源無輸出。
 

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