开关式稳压电源

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,开关式稳压电源,开关电源具有稳压范围宽、稳定性好、效益高、体积小、功耗低等优点,在电子设备、数控机床、家电产品中得到广泛应用。,2,开关式稳压电源,一,:,开关电源的分类,1:,按开关电源晶体管的连接方式,串联型,开关管串联输入电压与输出负载,之间。,并联型,开关管并联输入电压与输出负载,之间。,3,开关式稳压电源,2:,按开关电源的启动方式分类,它激式,在电路中附加一个振荡器，在开,机时起振,当电源有直流输出后,.,以电源产,生的信号作为开关信号。,自激式一利用开关管和脉冲变压器构成反,馈环路,完成自激振荡。,4,开关式稳压电源,3:,按开关电源稳压的控制形式,调频式,通过反馈控制开关脉冲的频率,使,输出电压达到稳定。,调宽式,通过改变脉冲的宽度，调整开关,管导通时间达到输出电压的稳定。,5,6,开关式稳压电源,二开关电源的基本电路,由：,低频整流滤波电路,，,自激整荡电路,，,脉宽控制电路,，,取样、基准、误差放大、保护电路,等电路构成。,其中开关管,V513,、开关变压器,TC,和自激振荡电路的作用是使电路进入脉冲工作状态，利用电,-,磁,-,电的转换，不断将变压器一次能量，转换到二次负载。由取样，基准、误差放大、脉宽控制电路构成一个负反馈闭环控制系统，对负载电压进行实时监测，保证输出电压的稳定。,7,开关式稳压电源,三开关电源部分特殊器件介绍,1.,电源滤波器（共模滤波器）,L501 LF01,其作用是消除开关电源特有的开关干扰，这是因为开关电源的功率调整管工作在高频状态，它以尖峰脉冲形式出现，具有很宽的频带从几百,HZ,到几十,MHZ,，通过传输形成传导干扰，电源滤波器能有效的抑制这种干扰。,8,开关式稳压电源,2,开关变压器,（主要有三个作用）, 作为储能和一次，二次能量的转换：,L,上的 储能电感量一般,5.610.5mH,。匝数 （,L1,）,一般为,180210,匝。,开关变压器作为正反馈器件使振荡器起振：,开关变压器的变压、隔离作用：,由于开关变压器二次绕组有几组不同的匝数，可输出不同的直流电压，使负载和电源通过变压器一次绕组隔离。,9,开关式稳压电源,3.,功率调整管,（开关管）,V513,由于工作在高频开关状态，一般采用高频大功率管，一般取：,Pcm50W,BVceo600V,。,大于电源电压的一倍。,10,开关式稳压电源,4.,脉冲整流二极管,（续流管）,VD551,、,VD552,、,VD553,由于开关变压器的输出是,1065KHZ,的高频脉冲，要求具用良好的开关性能，开关三极管与续流管处于相反的工作状态，当开关管导通时，整流管截止，这时变压器储能，开关管截止时，整流管导通向负载供电。,11,开关式稳压电源,5.,熔断电阻器,（保险丝电阻）,FU501 T25A250V,是一种具有双重功能的电阻，在规定的负荷功率和使用环境温度范围内有普通电阻器的特性，当电路发生短路，过载、过流情况时，电阻立即发热，电阻外层表面温度会达到,500,600,度，其电阻值会几十倍或几百倍的增高，相当断路，从而保护整个电路。,12,开关式稳压电源,6.,光电耦合器,N501,由发光二极管和光敏三极管构成，其工作原理是将控制电压通过发光二极管发光强度的变化，投到光敏三极管的光靶上，使三极管,e,极和,c,极之间组值随发光强度而成反比例的变化，采用隔离传输的方式传输信号。,13,14,开关式稳压电源,电路结构与工作原理分析,从原理图中我们可以看出，开关变压器一次绕组与开关管，串联然后并接在输入端，一次、二次绕组之间换能由开关变压器完成，属于并联输入型，电路中正反馈绕组和自激整荡电路属于自激振荡式，稳压方式采用脉宽调制，是将取样得到的电压变化去改变脉冲宽度。所以该电源属于自激振荡并联输出，调宽型。,15,开关式稳压电源,1,：,滤波整流电路,由,C501,、,C502,、,L501,构成低通滤波器，对市电进入的对称性干扰有很好的滤波作用，由于一次、二次线圈中有往复的电流通过，在磁芯中正好产生大小相等、方向相反的磁场，因而不存在直流磁化现象，同时对开关电源产生的高频干扰和市电干扰呈现较大的感抗。,16,17,18,开关式稳压电源,2,自激振荡电路,这是一个典型的变压器耦合间歇振荡器，我们来分析一下工作过程：,经滤波整流后的,+300V,直流电压，一路经开关变压器一次绕组 并加到开关管,C,极，另一路经启动电阻,R520,、,521,、,522,加到开关管,B,极，提供,V513,启动电压、,V513,导通，形成,C,极电流,Ic513,，流过开关变压器一次绕组时，产生感应电动势正负，耦合到正反馈二次绕组极性为正负，该电压经正反馈电路,R519,、,C514,、,VD517,加到开关管基极，使基极电位增加，,Ic513,更大，这是强烈的反馈过程,结果使,V513,迅速进入饱和导通状态，即完成,间歇振荡的脉冲前沿阶段,.,19,开关式稳压电源,2,、自激振荡电路,由于,V513,已进入饱和导通，,+300V,直流电压全部加到变压器一次绕组上,若忽略绕组和,V513,内部电阻，则端近似接地,间电流是按线性增长，在这一时间段内，一次线组和二次正反馈绕组上的电压（大小和方向）基本不变,即进入,间歇振荡的平顶阶段,。时间越长，储能越多。,20,开关式稳压电源,2,、自激振荡电路,同时,在,V513,饱和和导通的时间内，二次正反馈绕组的感应电压对电容,C514,充电，充电电路为：,R519C514R524V513,发射结，充电的结果,C514,建立起了下正上负的电位，此电位使,V513b,极电位下降，迫使,V513,退出饱和进入放大状态，这导致,V513,电位下降，这样,使变压器一次，二次绕组的感应电动势反向，负正，负正经反馈电路作用，使,V513,电位雪崩使的下降，,V513,迅速从饱和导通转入截止状态，即出现,间歇振荡的脉冲后沿阶段,。,21,开关式稳压电源,2,、自激振荡电路,V513,截止后，维持开关管截止的是,C514,的放电电流，,C514,下端,R519VD517,，这段时间为,间歇振荡的间歇阶段,。即向负载供电，,C514,放电的结果，使,V513b,极回复到初始状态，在启动电路,R520,、,R521,、,R522,的作用下，,V513,再次启动，周而复始，即,V513,导通储能，,V513,截止，能量释放，这交替进行的两个物理量过程，向负载供电。,22,开关式稳压电源,23,开关式稳压电源,3,、,稳压电路,稳压电路,的原理就是通过控制,V513,饱和导通时间长短来实现的，通过调整开关管基极激励脉冲的正脉冲宽度来实现稳压，电路由取样电路，脉宽调整电路两部分构成。,取样电路,由,R553,、,552,、,RP551,组成，取样点在主电源,+110V,输出端。,24,25,开关式稳压电源,脉宽调整电路,由光电耦合器,N501,、,V511,、,V512,及基极偏置电路构 成。,V512,相当于一个压控电阻器，与,V513,基极（振荡电路）相连，构成对,V513,基极的分流，通过控制分流来改变开关管导通的时间，调整输出电压，达到稳压的目的。,26,开关式稳压电源,27,开关式稳压电源,脉宽调整电路,当输出电压高于,+110V,时，经取样电路分压，使,V552b,极电位上升，由于,E,极电位稳定，因而迫使,C,极电位下降，从而使,N501,一次的发光二极管阴极电位下降，由于,N501,阳极是由,R555,和,R556,对主电路分压后取得的固定偏置电压，,N501,发光二极管正偏电压增大，则电流增大，发光二极管放光强度增强，使,N501,二次光敏三极管导通电流增加，内阻减小，又导致,V511,发射结正偏电压增大，,V511C,极电流增大，又导致,V512b,极电位上升，导通能力加大，从而形成对,V513B,极的分流，迫使,V513,提前退出饱和导通状态，使变压器储存能量减少，输出电压回到正常值，达到稳压的目的。,28,开关式稳压电源,4,：,保护电路,主要有,过电压保护,电路，,过电流保护,电路，,开关保护,电路。,29,开关式稳压电源,4,：保护电路,过电压保护电路,电路由,VD518,、,VD519,、,R523,、,R515,、,V512,、构成，若由于某原因使整流电路的,+300V,电压太高，在次级反馈绕组上的感应电压会增高，经,VD518,整流后,VD519,稳压管反向击穿，产生较大的反向击穿电流，经,R523,、,R515,上产生较大的电压降，使,V512,基极电位上升，,V512,导通加大，这相当于将,V513,基极于发射极短路，使,V513,截止，达到过电压保护的目的。,即：,+300V,电压感应电动势,VD518V519,反向击穿使,V512b,极电压,V512,导通加大,V513,基极电压,V513,截止,。,30,31,开关式稳压电源,过电流保护电路,电路由,R524,、,R526,、,R515,和,V512,组成。,当,V513,处于饱和导通时，需要较大维持电流，当基极电,流流过大时会损坏,V513.,R524,是阻值较高的电阻，当,V513,基极电流处于正常值范,围内时，,R524,上压降较高，不会干扰,V512,正常工作，当,V513,基极电流过大时，,R524,两端电压降增大经,R526,、,R515,分压后,会使,V512,基极电位上升，而造成对,V513,基极电流的分流，起,到保护作用：,即,；,V513,基极电流大于正常值在,R524,两端压降增大经,R526,R515,分压,V512,导通使,V513,基极电流减小,。,32,33,开关式稳压电源,开关管保护电路,集电极尖峰电压吸收电路。,电路由,L504,、,R525,组成。,当开关管由导通转向截止时，在,C,极会产生很高的尖峰电压,在一次绕组并联了阻尼电路，对因漏感、分布电容产生的振荡起阻尼作用，以消除可能产生的尖峰电压，损坏开关管。,34,35,开关式稳压电源,软启动电路,电路由,R520,、,R521,、,R522,及,R524,和,C517,组成,由于在开电源瞬间，,C517,两端电压不能突变，使开关管,V513,滞后导通,避免了通过大的冲击电流损坏,V513,同时,C517,还有吸收激励电压尖峰的作用，又起到保护,V513,发射极的作用。,36,37,开关式稳压电源,其它电路,R531,、,R532,、,C533,是悬浮地线（热地）与整机地线（冷地）的隔离电路，提供两者之间的交直流通路,38,39,开关式稳压电源,开关电源故障检修及注意事项, 应特别注意人身、仪器的安全。, 开关电源在通电检测时，一定要接上假负载（,60w/220v,灯泡）。, 应时刻注意电源在通电后的异常情况（冒烟、焦味、打火）。, 不应扩大电路故障。,40,开关式稳压电源,开关电路检修的一般程序, 输入段的,“,交流,直流变换检测（,250,300v,电压）。, 间歇振荡部分的,“,直流,交流变换检测。, 直流电压检测法 检测,v513,基极有无,0.1,0.2,电压。, 波形检测法 用示波器观测,v513,基极或集电极有无矩形脉冲信号波形。,41,开关式稳压电源,如果没有起振，应重点检测,：, 启动电路 是否开路、断路、脱焊、虚焊、假焊、电阻值检测。, 正反馈电路的电容,C514,、,R519,、,VD517,断开稳压电路检测，是否起振（断开,V511,集电极）。, 保护电路 断开,V512,集电极，检查是否起振。,42,开关式稳压电源,3,、,输出端,“,交流,直流变换检测,：, 检测各路输出电压值。, 检测输出电路元件。,4,、,稳压电路检测,：, 调节取样电阻,Rp551,、观测有无电压变化。, 检测电路元件。,43,