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开关电源的电路原理
文章来源:handler    时间:2021-10-13 03-51-21

    开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、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维护电路、输出过欠压维护电路、输出过流维护电路、输出短路维护电路等。

    开关电源的电路组成方框图如下:

    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:

    ①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路中止维护。当加在压敏电阻两端的电压超越其工作电压时,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会烧毁维护后级电路。

    ②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号中止抑止,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(RT1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。

    ③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯真的直流电压。若C5容质变小,输出的交流纹波将增大。

    2、DC输入滤波电路原理:

    ①输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号中止抑止,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。C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。

    ②R1、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。假设C8漏电或后级电路短路现象,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,以维护后级电路。

    三、功率变换电路

    1、MOS管的工作原理:

    目前应用最普遍的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是应用半导体表面的电声效应中止工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大进步,最高可达105欧姆,MOS管是应用栅源电压的大小,来改动半导体表面感生电荷的几,从而控制漏极电流的大小。

    2、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,EMI减少,不发作二次击穿。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,这些元件组合一同,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与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上的电压抵达1V时,UC3842中止工作,开关管Q1立即关断。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一同组成RC网络,电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小,易惹起振荡,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,从而维护了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Q1截止时,变压器经过D1、D2、R5、R4、C3释放能量,同时也抵达了磁场复位的目的,为变压器的下一次存储、传送能量做好了准备。IC根据输出电压和电流时辰调整着⑥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。