工程师要涉猎的常识一应俱全,幼抵家用电器,大到航天飞机,卫星等供电编造,大型电力行业所用的仪器开发,高紧密医疗开发无不必要专业常识程度的工程师来完结策画和研发。可是,何如做好第一步,打好电源工程师的根基功?幼编正在这里对
开闭电源的重要电道是由输入电磁作梗滤波器(EMI)、整流滤波电道、功率变换电道、PWM支配器电道、输出整流滤波电道构成。
①防雷电道:当有雷击,爆发高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1构成的电道举办爱戴。当加正在压敏电阻两头的电压横跨其做事电压时,其阻值消重,使高压能量消磨正在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会销毁爱戴后级电道。
②输入滤波电道:C1、L1、C2、C3构成的双π型滤波收集重假若对输入电源的电磁噪声及杂波信号举办压抑,防范对电源作梗,同时也防范电源自己爆发的高频杂波对电网作梗。当电源开启霎时,要对C5充电,因为霎时电流大,加RT1(热敏电阻)就能有用的防范浪涌电流。因瞬时能量全消磨正在RT1电阻上,必定年华后温度升高后RT1阻值减幼(RT1是负温系数元件),这时它消磨的能量出格幼,后级电道可寻常做事。
③整流滤波电道:换取电压经BRG1整流后,经C5滤波后获得较为纯净的直流电压。若C5容量变幼,输出的换取纹波将增大。
①输入滤波电道:C1、L1、C2构成的双π型滤波收集重假若对输入电源的电磁噪声及杂波信号举办压抑,防范对电源作梗,同时也防范电源自己爆发的高频杂波对电网作梗。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构成抗浪涌电道。正在起机的霎时,因为C6的存正在Q2不导通,电流经RT1组成回道。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。若是C8走电或后级电道短道形势,正在起机的霎时电流正在RT1上爆发的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会正在很短的年华销毁,以爱戴后级电道。
目前行使最平常的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是应用半导体表表的电声效应举办做事的。也称为表表场效应器件。因为它的栅极处于不导电状况,于是输入电阻可能大大升高,最高可达105欧姆,MOS管是应用栅源电压的巨细,来调动半导体表表感生电荷的多少,从而支配漏极电流的巨细。
R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2构成缓冲器,和开闭MOS管并接,使开闭管电压应力淘汰,EMI淘汰,不发作二次击穿。
正在开闭管Q1闭断时,变压器的原边线圈易爆发尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一同,能很好地摄取尖峰电压和电流。
从R3测得的电流峰值信号列入目前做事周波的占空比支配,因而是目前做事周波的电流限定。当R5上的电压到达1V时,UC3842撒手做事,开闭管Q1立刻闭断。
R1和Q1中的结电容CGS、CGD一同构成RC收集,电容的充放电直接影响着开闭管的开闭速率。R1过幼,易惹起振荡,电磁作梗也会很大;R1过大,会消重开闭管的开闭速率。
Z1寻常将MOS管的GS电压限定正在18V以下,从而爱戴了MOS管。Q1的栅极受控电压为锯形波,当其占空比越大时,Q1导通年华越长,变压器所积聚的能量也就越多;
当Q1截止时,变压器通过D1、D2、R5、R4、C3开释能量,同时也到达了磁场复位的宗旨,为变压器的下一次存储、通报能量做好了预备。
IC遵照输出电压和电流时间调治着⑥脚锯形波占空比的巨细,从而牢固了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压摄取回道。
T1为开闭变压器,其初极和次极的相位同相。D1为整流二极管,D2为续流二极管,R1、C1、R2、C2为削尖峰电道。L1为续流电感,C4、L2、C5构成π型滤波器。
T1为开闭变压器,其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管,R1、C1为削尖峰电道。L1为续流电感,R2为假负载,C4、L2、C5构成π型滤波器。
做事道理:当变压器次级上端为正时,电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通,电道组成回道,Q2为整流管。Q1栅极因为处于反偏而截止。当变压器次级下端为正时,电流经C3、R4、R2使Q1导通,Q1为续流管。Q2栅极因为处于反偏而截止。L2为续流电感,C6、L1、C7构成π型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电道。
当输出U0升高,经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后,U1③脚电压升高,当其横跨U1②脚基准电压后U1①脚输出高电平,使Q1导通,光耦OT1发光二极管发光,光电三极管导通,UC3842①脚电位相应变低,从而调动U1⑥脚输出占空比减幼,U0消重。
当输出U0消重时,U1③脚电压消重,当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平,Q1不导通,光耦OT1发光二极管不发光,光电三极管不导通,UC3842①脚电位升高,从而调动U1⑥脚输出占空比增大,U0消重。循环不息,从而使输出电压维持牢固。调理VR1可调动输出电压值。
反应环道是影响开闭电源牢固性的厉重电道。如反应电阻电容错、漏、虚焊等,会爆发自激振荡,挫折形势为:波形特地,空、满载振荡,输出电压不牢固等。
正在输出端短道的环境下,PWM支配电道不妨把输出电流限定正在一个安然规模内,它可能用多种方式来告终限流电道,当功率限流正在短道时不起功用时,惟有另增设一局部电道。
当输出电道短道,输出电压消散,光耦OT1不导通,UC3842①脚电压上升至5V控造,R1与R2的分压横跨TL431基准,使之导通,UC3842⑦脚VCC电位被拉低,IC撒手做事。
UC3842撒手做过后①脚电位消散,TL431不导通UC3842⑦脚电位上升,UC3842从新启动,循环不息。当短道形势消散后,电道可能主动复兴成寻常做事状况。
当输出短道,UC3842①脚电压上升,U1③脚电位高于②脚时,较量器翻转①脚输出高电位,给C1充电,当C1两头电压横跨⑤脚基准电压时U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UCC3842撒手做事,输出电压为0V,循环不息,当短道消散后电道寻常做事。R2、C1是充放电年华常数,阻值过错时短道爱戴不起功用。
当输出电道短道或过流,变压器原边电流增大,R3两头电压降增大,③脚电压升高,UC3842⑥脚输出占空比逐步增大,③脚电压横跨1V时,UC3842闭塞无输出。
4、下图是用电流互感器取样电流的爱戴电道,有着功耗幼,但本钱高和电道较为庞大,其做事道理简述如下:
输出电道短道或电流过大,TR1次级线圈觉得的电压就越高,当UC3842③脚横跨1伏,UC3842撒手做事,循环不息,当短道或过载消散,电道自行复兴。
上图是常见的输出端限流爱戴电道,其做事道理简述如上图:当输出电流过大时,RS(锰铜丝)两头电压上升,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发作光电效应,UC3842①脚电压消重,输出电压消重,从而到达输出过载限流的宗旨。
输出过压爱戴电道的功用是:当输出电压横跨策画值时,把输出电压限度正在一安然值的规模内。当开闭电源内部稳压环道展示挫折或者因为用户操作不妥惹起输出过压形势时,过压爱戴电道举办爱戴以防范损坏后级用电开发。
如上图,当Uo1输出升高,稳压管(Z3)击穿导通,可控硅(SCR1)的支配端获得触发电压,因而可控硅导通。
Uo2电压对地短道,过流爱戴电道或短道爱戴电道就会做事,撒手全部电源电道的做事。当输出过压形势排斥,可控硅的支配端触发电压通过R对地泄放,可控硅复兴断开状况。
如上图,当Uo有过压形势时,稳压管击穿导通,经光耦(OT2)R6到地爆发电流流过,光电耦合器的发光二极管发光,从而使光电耦合器的光敏三极管导通。
Q1基极得电导通,3842的③脚电消重,使IC闭塞,撒手全部电源的做事,Uo为零,循环不息。
输出限压爱戴电道如下图,当输出电压升高,稳压管导通光耦导通,Q1基极有驱动电压而道通,UC3842③电压升高,输出消重,稳压管不导通,UC3842③电压消重,输出电压升高。循环不息,输出电压将牢固正在一规模内(取决于稳压管的稳压值)。
图A的做事道理是,当输出电压Uo升高,稳压管导通,光耦导通,Q2基极得电导通,因为Q2的导通Q1基极电压消重也导通,Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2永远导通,UC3842③脚永远是高电平而撒手做事。
正在图B中,UO升高U1③脚电压升高,①脚输出高电平,因为D1、R1的存正在,U1①脚永远输出高电平Q1永远导通,UC3842①脚永远是低电平而撒手做事。
输入电压经L1、L2、L3等构成的EMI滤波器,BRG1整流一块送PFC电感,另一块经R1、R2分压后送入PFC支配器行为输入电压的取样,用以调治支配信号的占空比,即调动Q1的导通和闭断年华,牢固PFC输出电压。
L4是PFC电感,它正在Q1导通时积聚能量,正在Q1闭断时施放能量。D1是启动二极管。D2是PFC整流二极管,C6、C7滤波。PFC电压一块送后级电道,另一块经R3、R4分压后送入PFC支配器行为PFC输出电压的取样,用以调治支配信号的占空比,牢固PFC输出电压。
AC输入和DC输入的开闭电源的输入过欠压爱戴道理大致雷同。爱戴电道的取样电压均来自输入滤波后的电压。
取样电压分为两道,一块经R1、R2、R3、R4分压后输入较量器3脚,如取样电压高于2脚基准电压,较量器1脚输出高电平去支配主支配器使其闭断,电源无输出。
另一块经R7、R8、R9、R10分压后输入较量器6脚,如取样电压低于5脚基准电压,较量器7脚输出高电平去支配主支配器使其闭断,电源无输出。
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