開關電源輸入電路原理及一般電路圖

開關電源輸入電路原理及一般電路圖

1。 交流輸入整流器和濾波電路的原理：

①雷電愛護電路：當有雷擊并通過電網將高壓引入電源時，請使用由MOV1，MOV2，MOV3組成的電路：F1，F2，F3，FDG1進行愛護。當壓敏電阻兩端施加的電壓超過其工作電壓時，其電阻將減小，從而導致壓敏電阻消耗高壓能量。 如果電流太大，則F1，F2和F3會燃燒并愛護后續電路。

②輸入濾波電路：由C1，L1，C2和C3組成的雙π濾波網絡主要抑制輸入電源的電磁噪聲和雜波信號，預防對電源的干擾，并預防電源產生的高頻噪聲。 供應。 電源本身會干擾電網。打開電源時，需要給C5充電。 由于瞬時電流大，增加RT1（熱敏電阻）可以有效預防浪涌電流。由于瞬時能量完全被RT1的電阻消耗，因此RT1的電阻在肯定溫度上升后會減?。≧T1為負溫度系數重量）。 此時，它只消耗很少的能量，并且后續電路可以正常工作。

③整流濾波電路：對交流電壓進行整流后，BRG1對其進行濾波，通過C5濾波得到純直流電壓。如果C5的容量變小，則輸出AC紋波將增加。

2。 直流輸入濾波電路原理：

①輸入濾波器電路：由C1，L1和C2組成的雙π濾波器網絡主要抑制輸入電源的電磁噪聲和雜波信號，預防對電源的干擾，并預防電源產生的雜波本身來自電網干擾。C3和C4是安全電容器，L2和L3是差模電感器。

②R1，R2，R3，Z1，C6，Q1，Z2，R4，R5，Q2，RT1，C7構成防浪涌電路。在啟動時，由于C6的存在，Q2不導通，并且電流通過RT1形成環路。當C6上的電壓充電至Z1的調整值時，Q2接通。如果C8泄漏或后端電路短路，則RT1上的電壓降將在啟動時增加，并且Q1將導通，因此Q2在沒有柵極電壓的情況下將不會導通，并且RT1將在 愛護電路后時間短。

3。 功率轉換電路

1。 MOS管的工作原理：目前，使用廣泛的絕緣柵場效應管是MOSFET（MOS管），它利用半導體表面的電聲效應來工作。也稱為表面場效應器件。由于其柵極處于非導電狀態，因此輸入電阻可以大大增加，高可達到105歐姆。 MOS管利用柵極-源極電壓的大小來改變在半導體表面上感應的電荷量，從而操縱漏極電流的大小。

2。 常用原理圖：

3。 工作原則：

R4，C3，R5，R6，C4，D1和D2形成緩沖器，和開關MOS管并聯連接，從而降低了開關管的電壓應力，降低了EMI，并且沒有二次擊穿。當開關管Q1斷開時，變壓器的初級線圈易于產生峰值電壓和峰值電流。 這些組件結合起來可以很好地汲取峰值電壓和電流。從R3測量的峰值電流信號參和當前占空比的占空比操縱，因此它是當前占空比的電流極限。當R5上的電壓達到1V時，UC3842停止工作，并且開關Q1馬上斷開。R1和Q1中的結電容器CGS和CGD共同形成一個RC網絡，電容器的充電和放電直接影響開關管的開關速度。如果R1太小，則簡單引起振蕩，并且電磁干擾也很大。 如果R1過大，則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，從而愛護MOS管。Q1的柵極操縱電壓是鋸齒波。 當占空比較大時，Q1的接通時間越長，變壓器存儲的能量越大； 當Q1關斷時，變壓器通過D1，D2，R5，R4，C3釋放能量，達到磁場復位的目的。打算下一次變壓器存儲和傳輸能量。IC根據輸出電壓和電流調整鋸齒波的占空比，從而穩定整個機器的輸出電流和電壓。C4和R6是峰值電壓汲取電路。

4。 推挽功率轉換電路：

Q1和Q2將依次打開。

5， 帶驅動變壓器的功率轉換電路：

T2是驅動變壓器，T1是開關變壓器，TR1是電流環路。

四，輸出整流濾波電路：

1。 正向整流電路：

T1是一個開關變壓器，其初級和次級同相。D1是整流二極管，D2是續流二極管，R1，C1，R2和C2是尖峰電路。L1是續流電感，C4，L2和C5構成一個π型濾波器。

2。 反激整流電路：

T1是一個開關變壓器，其初級和次級相具有相反的相位。D1是整流二極管，R1和C1是尖峰電路。L1是續流電感，R2是虛擬負載，C4，L2和C5構成π型濾波器。

3。 同步整流電路：

工作原理：當變壓器的次級上端為正時，電流通過C2，R5，R6和R7導通Q2，電路形成環路，Q2為整流器。由于反向偏置，Q1的柵極被關閉。當變壓器次級的下端為正時，電流流經C3，R4和R2導通Q1，而Q1為續流管。由于反向偏置，Q2柵極關閉。L2是續流電感，C6，L1和C7構成一個π型濾波器。R1，C1，R9，C4是尖峰電路。

V。 穩壓回路原理

1。 反饋電路示意圖：

2。 工作原則：

當輸出U0上升時，在采樣電阻R7，R8，R10，VR1的分壓器之后，U1③引腳的電壓上升。 當超過U1②的參考電壓時，U1①轉換輸出到高電平，使Q1導通，完電耦合器OT1發完二極管發完，完電晶體管導通，和UC3842①接通電勢相應變低，從而改變U1S輸出占空比減小，而U0減小。當輸出U0降低時，U1引腳電壓降低。 當U1引腳的參考電壓較低時，U1引腳輸出低電平，Q1不導通，完電耦合器OT1 LED不發完，完電晶體管不導通，并且UC3842引腳的電勢升至 高電平，改變U1⑥引腳的輸出占空比增加，而U0減小。反復保持輸出電壓穩定。調整VR1以更改輸出電壓值。

反饋回路是影響開關電源穩定性的重要電路。如反饋電阻電容誤差，泄漏，虛焊等。，會發生自激振蕩。 故障現象包含：波形異樣，空載，滿載振蕩，輸出電壓不穩定等。

6。 短路愛護電路

1。 在輸出短路的情況下，PWM操縱電路可以將輸出電流限制在安全范圍內。 它可以使用多種方法來實現限流電路。 如果在短路期間功率限制不起作用，則僅添加一部分電路。

2。 通常有兩種類型的短路愛護電路。 下圖是低功率短路愛護電路。 原理簡述如下：

當輸出電路短路時，輸出電壓消逝，完耦合器OT1不導通，UC3842①引腳的電壓升至約5V，R1和R2的分壓超過TL431參考電壓，然后導通。，UC3842⑦引腳的VCC電位被拉低，IC停止工作。UC3842停止工作后，腳電位消逝，TL431不打開UC3842，腳電位上升，UC3842重新啟動并重復。當短路現象消逝后，電路可以自動返回其正常工作狀態。

3。 下圖是中功率短路愛護電路，其原理簡要介紹如下：

當輸出短路時，UC3842①引腳電壓升高，U1③引腳電位高于②引腳，比較器將①引腳輸出高電位翻轉，對C1充電，當C1兩端的電壓超過⑤引腳參考電壓時，U1⑦ lead腳輸出低電位，UC3842①則1V以下時，UCC3842停止工作，輸出電壓為0V，開始和結束。 當短路消逝后，電路將正常工作。R2和C1是充電和放電時間常數，當電阻不正確時，短路愛護將不起作用。

4。 下圖是常見的限流和短路愛護電路。工作原理簡述如下：

當輸出電路短路或過電流時，變壓器的初級電流增加，R3兩端的壓降增加，③引腳電壓增加，UC3842⑥引腳輸出占空比逐漸增加，③引腳電壓超過1V，UC3842閉合 沒有輸出。

5， 下圖是使用電流互感器采樣電流的愛護電路。 它具有低功耗，但是成本高并且電路更復雜。 工作原理簡述如下：

如果輸出電路短路或電流太大，TR1的次級線圈感應的電壓將更高。 當UC3842引腳的電壓超過1趴時，UC3842將停止工作并重新啟動。 當短路或過載消逝時，電路將自行恢復。

七，輸出限流愛護

上圖是常見的輸出電流限制愛護電路。 其工作原理簡述如下：當輸出電流過大時，RS（錳銅線）兩端的電壓升高，并且U1③引腳的電壓高于②引腳。 參考電壓U1①引腳輸出高電壓，Q1導通，完電耦合器具有完電效應，UC3842①引腳電壓降低，輸出電壓降低，從而達到輸出過載限流的目的。

八，輸出過壓愛護電路原理

輸出過壓愛護電路的功能是在輸出電壓超過設計值時將輸出電壓限制在安全范圍內。當開關電源的內部穩壓器回路出現故障或由于用戶操作不當而導致輸出過電壓時，過電壓愛護電路將提供愛護，以預防損壞后續的電氣設備。常用的過壓愛護電路如下：

1。 雙向可控硅觸發愛護電路：

如上圖所示，當Uo1的輸出上升時，調壓管（Z3）斷開，晶閘管（SCR1）的操縱端獲得觸發電壓，晶閘管導通。如果Uo2電壓接地短路，則過電流愛護電路或短路愛護電路將起作用，從而停止整個電源電路。當去除輸出過電壓現象時，晶閘管操縱端的觸發電壓通過R放電至地，晶閘管返回截止狀態。

2。 完電耦合愛護電路：

如上圖所示，當Uo出現過壓現象時，調節管會擊穿，并且電流會通過完電耦合器（OT2）R6流到地面，并且完電耦合器的發完二極管會發完，從而使完電晶體管的完敏晶體管導通。Q1的基極被導通，引腳3842的功率減小，因此IC被關閉，并且整個電源的操作停止。 Uo為零，并重復該循環。

3。 輸出限壓愛護電路：

輸出電壓限制愛護電路如下所示。 當輸出電壓上升時，調節器管打開，完耦合器打開。 Q1的基極具有驅動電壓，并且通道已打開。 UC3842③電壓上升，輸出下降。 如果未打開調節管，UC3842的電壓將下降，輸出電壓將增加。反復地，輸出電壓將穩定在肯定范圍內（取決于穩壓管的穩壓值）。

4。 輸出過壓鎖定電路：

圖A的工作原理是，當輸出電壓Uo升高時，穩壓管導通，完耦合器導通，Q2的基極導通。 由于Q2的導通，Q1的基極電壓也導通，并且Vcc電壓通過R1，Q1，R2傳輸，因此Q2始終導通，并且UC3842③引腳始終為高電平并停止工作.在圖B中，UO上升U1③引腳電壓上升，因為D1，R1，U1①引腳始終輸出高電平，因此①引腳輸出高電平Q1始終導通，UC3842①引腳始終低電平并停止工作。正面反饋？

九，功率因數校正電路（PFC）

1。 原理示意圖：

2。 工作原則：

輸入電壓通過由L1，L2，L3等組成的EMI濾波器發送。，BRG1整流后發送到PFC電感器，另一端作為R1和R2分壓后的輸入電壓采樣發送到PFC操縱器，以調節操縱信號的替代，即改變導通Q1的關斷時間可穩定PFCThe 輸出電壓。L4是PFC電感器，它在Q1接通時存儲能量，而在Q1斷開時施加能量。D1是啟動二極管。D2是PFC整流二極管，C6，C7濾波器。PFC電壓始終發送到后級電路，另一種方法發送到PFC操縱器，作為對R3和R4分壓后的PFC輸出電壓的采樣。 它用于調整操縱信號的占空比并穩定PFC輸出電壓。

十，輸入過欠壓愛護

1。 原理圖，示意圖：

2。 工作原則：

交流輸入和直流輸入的開關電源的輸入過壓和欠壓愛護原理大致相同。愛護電路的采樣電壓來自輸入濾波器電壓。采樣電壓分為兩個通道。 將電壓除以R1，R2，R3和R4之后，采樣電壓輸入到比較器3引腳。 如果采樣電壓高于引腳2的參考電壓，則比較器1引腳將輸出高電平以操縱主操縱器將其關閉，并且沒有電源輸出。另一個通道分為R6，R8，R9和R10，并輸入到比較器的第6引腳。 如果采樣電壓低于第5引腳的參考電壓，則比較器的第7引腳輸出高電平以操縱主操縱器關閉，并且不輸出電源。

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