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1、开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰波波器(EMI),整流泄波电路、功率变换电路、P阳限制器电路、输出整流港波电路组成。协助电路有输入过欠压爱护电路、输出二、输入电路的原理及常见电路:1、AC输入整流滤波电路原理:防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、M0V3：FKF2、F3、FDG1.组成的电路进行爱护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，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会烧毁爱护后级电路.输入港波电路：C1.、1.I、C2、C3组成的双/型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号
2、进行抑制，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。当电源开后瞬间，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，肯定时间后温度上升后Rn阻值减小（RTI是负温系数元件），这时它消耗的能量特别小，后级电路可正常工作。整流港波电路：沟通电压经BRG1.整流后，经C5港波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的沟通纹波将增大。2,DC输入渔波电路原理:输入港波电路：CK1.KC2组成的双兀型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，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、
3、C4为安规电容，1.2、1.3为差模电感。RkR2、R3、ZkC6、QkZ2、R4、R5、Q2、RTkC7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。假如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，以爱护后级电路。3,右图是中功率短路爱护电路，其原理简述如卜丁当输出短路，UC3842脚电压上升,U1.脚电位高于脚时，比较器翻转脚输出高电位，给C1.充电，当CI两端电压超过脚基准电压时U1.脚输出低电位，UC3842脚低于I
4、V,ICC3842停止工作,输出电压为OV,周而复始，作短路消逝后电路正常工作。R2,C1.是充放电时间常数,阻值不对时短路爱护不起作用。2II2-O-Q1.4、左图是常见的限流、短路爱护电路。其工作原理简述如下：当输出电路短路或过流，变压器原边电流增大，R3两端电压降增大，脚电压上升，UC3842脚输出5、右图是用电流互感器取样电流的爱护电路，有若功耗小，但成本高和电路较为困难，其工作原理简述如卜丁输出电路短路或电流过大，TR1.次级我圈感应的电压就越高，当1X3842脚超过1伏，UC3842停止工作，周而复始，当短路或过我消逝，电路自行豆原。七、输出端限流爱护:左图是常见的输出端限流爱护电
5、路，其工作原理简述如卜.：当输出电流过大时,RS(锚铜丝)两端电压上升，U1.脚电压高于脚基准电压，U1.脚输出高电压，Qi导通，光耦发生光电效应，UC3842脚电压降低，输出电压降低，从而达到输出过载限流的目的。八、输出过压爱护电路的原理:输出过压爱护电路的作用是：当输出电压超过设计值时，把输出电压限定在一平安值的范围内。当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过乐现象时，过压爱护电路进行爱护以防止损坏后级用电设备。应用最为普遍的过压爱护电路UO1.Vo2有如下几种:1、可控硅鳏发爱护电路:如左图，当Io1.输出上升，稳压管(Z3)击穿导通,可控硅(SCR1.)的限制端得到
6、触发电压,因此可控硅导通。Uo2电压对地短路，过流爱护电路或短路爱护电路就会匚作，停止整VREF个电源电路的感当僦)冲压现效的除，可控陶网限制端触发电压通过R对地泄放，可控更麻断开状态。R24R37R62、光电耦合爱护电路:如右图，当I。有过压现象时,稳压管击穿导通，经光耦（0T2）R6到地产生电流流过，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的脚电降低，使IC关闭，停止整个电源的工作，U。为零，周而且始,。3、输出限压爱护电路：输出限压爱护电路如下图，当输出电压上升，稳压管导通光耦导通，Q1.基极有驱动电压而道通，UC3842电压上升，输出降低
7、，稳压管不导通，UC3842电压降低，输出Vtti1.-鼠，电压上升。冏而复始，输叶曲贴稳释信苗甬内（取决于稳压管的稳压值）。豺Tc270三11K64、输出过压锁死电路:图八的工作原理是，当输出电压UO上升，稳压管导通，光耦导通，Q2基极得电导通，由于Q2的导通QI基极电压降低也导通，VCC电压经RI、QKR2使Q2始终导通，UC3842脚始终是高电平而停止工作。在图B中，U。上升以脚电压上升，脚输出高电平，由于DI、RI的存在,U1.脚始终输出高电平Q1.始终导通，UC3842脚始终是低电平而停止工作。九、功率因数校正电路(PFC)：D1.1、原理示意图:2、工作原理:输入电压经1.1.、1
8、.2、1.3等组成的EM1.滤波器,BRG1.整流路送PFC电感,另路经R1.、R2分压后送入PFC限制湍作为输入电压的取样，用以调整限制信号的占空比，即变更Q1.的导通和关断时间，稔定PFC输出电压。1.4是PFC电感,它在Q1.导通时储存能量,在QI关断时施放能量.D1.是启动二极管。D2是PFC整流二极管，C6、C7滤波.PFC电压一路送后级电路，另一路经R3、R4分压后送入PFC限制器作为PFC输出电压的取样,用以调整限制信号的占空比，整定PFC输出电压。十、输入过欠压爱护:1、原理图:战叭控制右V1.B2、工作原理:AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压爱护原理大致相同。爱护电路的
9、取样电乐均来自输入滤波后的电压。取样电压分为两路，路经RI、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚，如取样电压高于2脚基准电压，比较器1脚愉出高电平去限制主限制器使其关断，电源无输出。另一路经R7、R8,R9、RIO分压后输入比较器6脚，如取样电压低于5脚基准电压，比较器7脚输出高电平去限制主限制器使其关断，电源无输出。十一、电池管理:I、电池管理原呼*OUTPVT虚线框A内的零件组成电池启动和关断电路；虚线框B为电池充电线性稳压电路：虚线框C为电子开关电路：虚线框D为电池充电电流限制电路。2、电池启动原理：输入电压由INPUT和AGND端输入，分为三路。第一路经D7干脆送后级和电池启动、关断电
10、路。R28、R27、R26分压后的电压使U3导通（此电压在设计时已计算好了，正常工作时高于2.5V）,光藕OT1.导通。R25为U3供应工作电压,R23、R24为光藕的限流及爱护电阻。光藕导通后电源经R22、OTkD9给04供应基极偏置电压，Q4导通，R21为Q4的下偏置电阻。继电器R1.Y1.-A的线圈中有电流流过,继电器触点R1.Y1.-B吸合,将电池BAT接入电路中。D4为阻挡在Q1.关断时继电器线圈产生的电动势影响后级电路，D5为防止在Q4关断时继电器线圈产生的电动势损坏Q4,将继电器线圈产生的能量释放。3、电池充电稳压原理：在通电的初期，由于Q3没有偏置而不导通，D3的正端无电压。电
11、源经RI降压ZI稔压后给U1.和U2供应工作电压。R2、UI组成基准电压,RI3、R4、R5、R6、VRI组成电池电压检测电路，当2脚检测电压低于脚电压时，其脚输出高电平，经R14给Q2供应偏置电压,Q2导通、Q3也跟着导通，电源经Q3、D3、继电器触点R1.Y1.B、F1.给电池BAT充电。当U2脚检测电压高于脚电压时，其脚输出低电平，Q2失去偏置电压而截止,Q3截止，D3的正端无电压，其负极电压下降，12脚检测电压也跟着下降，当U2脚检测电压低于脚电压时，其脚输出高电平，Q2、Q3导通接着充电，如此周而第始，使D3的负端电压维持在某一设定值。调整VRI可以变更充电电压值。4、电池充电限流原
12、理：在充电的过程中，电流经Q3、R1.Y1.-B,F1.,BAT,R20回到地（AGND）。在电池充电的初期,因电池电压比较低,流经Q3、R1.Y1.-B、FkBAT、R20的电流就会增大,那么在R20上产生的压降就会增大（R20为电流取样电阻）o电阻R20的上端S点经R1.1.连接到U2B的因此导通。Q1.导通后Q21SR2O同相输入端脚，123的反相输入端唯一固定您考叫,当R20上的压降超过参考电压时，U2脚输出高电平，经D2、R1.引同f旗应偏置苞忆因失去基极电压而截止，将使线性稳八轴版蟠断，QQ就上机届届20回路中就没有电流流过，R20上的压降消逝，U2脚输出低电平，Q1.截止，Q2、
13、Q3导通接着充电，如此周而更始，就将充电电流限制在某一设定值范围内。调整RIO、R1.1.可变更限流点。5、电池欠压关断原理：当输入电压没有时，电池电压经D6给后级和电池启动、关断电路供电。当电池电压下降，U3脚电压也跟着下降，在电池电压下降至设计关断点时（也就是13脚电压低2.5V时），U3不导通，OT1.不发生光电藕合，04无偏置而截止,继电器R1.YIT的线圈中没有电流流过，继电器触点R1.YI-B断开，将电池BAT从电路中断开，防止电池过放电而损坏。变更R26、R27的阻值，可以变更电池欠压关断时的电压值。十二、智能风扇散热：I、在开关电源中，村电源进行散热的方式有许多种，智能散热就是
14、其中之一。它是随电源2、1作原理:输入电压由INPUT端（1213V）输入，R6为U2供应工作电压,R7、R8阻值相同,分压后为T1.431供应触发电压，使A点的基准电压在+5Y：RT1.为负温度系数热敏电阻,经R1.、R2分压加在UI的反相输入端脚“R5为输出电压取样电阻，及R4分压后加在U1.的同相输入端脚；Q1.为电子开关管；风扇电压由FANOUT端输出。在刚通电的时候,由于Q1.还没导通,C点无电压,UI的脚电压高于脚,因此U1.脚输出低电平，Z1.击穿导通，QI导通，C点有电压输出；应Q1.的放射极接输入电压端，因此C点电压约等于输入电压，经R5及R4分压后加在U1.的同相输入端脚，
15、使脚电压高于脚电压，：1脚输出高电平，Z1.不导通，Q1.不导通，C点无电压输出:使脚电压又低于脚电压，U1.脚又输出低电平，如此反身最终使C电压稳定在某一值（因脚电压不变）；也就是说C点的电压是随B点的电压变更而变更的。开关电源工作的初期（或轻载工作），机内温度低，热敏电阻RT1.的内阻很大，B点的电压相对较低，因此C点的输出电压也低，风扇因工作电压低而转速慢、风力小。当开关电源机内温度渐渐上升（满载工作），热敏电阻RT1.的内阻渐渐减小，B点的电压也上升，因此C点的输出电压也跟着上升，风湿因工作电压上升而转速加快、风力加大。为机内温度下降后，热敏电阻内阻渐渐增大，B点电压下降，C点的输出电
16、压也降低，风扇因工作电压低而转速变慢、风力小。当B点电压（温度）上升到肯定程度时，U1.脚电压高于脚基准电压，U1.脚输出高电平，一路经DI、R13返回到B点，使U1.脚始终输出高电平（也就是白锁）；另一路经D2输出到过温爱护电路，实现过温爱护功能。十三、均流技术：1、在通讯设备或其它用电设备中，为r使系统不间断的1.作，对供电系统的要求就很高。除了要求电源本身的性能要稔定外，另一种方法就是采纳1+1备分的方式，就是一台设备用两台电源并联供电，当其中的一台损坏，另外一台可接着给系统供电。在正常工作时，每台电源供应的能量相等，也就是它们输出的电压、电流基本一样。为了使每台电源输出的电压、电流基本
17、一样，就要用到均流技术.原理如下图所示：均流电路原理图2,工作原理：U1.AsR1.R7、C1-C5.VR1.组成电流取样电压放大器：U1.B.D1.组成电压跟随器;R1.O为均流电压输出电阻;R1.1.均4、U2A、C6CIO组成平衡电压比较器;R15均7、Q1.为电子开关：R30R33、C1.7、CI8、U2B组成过流爱护电路：R1928、D2、D3、D4、C12C1.4、Q2是电源的输出电压稳压环路,其中D2、D3、R19R21为输出电压取样电路。D6为输出隔离二极管。电源在工作时，由电流环或镜铜丝检测的电流取样电压由+IS、-IS加入U1.A组成的电压放大怒进行放大，经R5、R6、R7
18、、VR1.分压后分两路输出，路送入UB电压跟随器，D1.起隔离作用，防止均流母线上的电压变更对前级电路产生影响，另一路送过流爱护电路。经过电压跟随器后的电流取样电压又分为两路，一路经R1.O输出作为均流信号电压J1.+,另一路经RI1.送入U2A组成的平衡电压比较器及12脚的参考电压进行比较，当U2脚电压高于脚电压，其输出高电平，QI基极用电导通，将RI7、R18并入输出电压取样电路，使输出电压上升，输出电压上升后输出电流就会减小，检测的电流取样电压也就降低，均流信号电压J1.+降低，U2脚电压低于脚电压，其输出低电平，QI截止,RI7、R18从输出电压取样电路中退出,输出电压降低。如此循环,
19、最终使输出电压、电流保持稔定。如右图，当两台电源并机工作时，其输1.1.-ItI1.1.=11.出端是并接在一起的，均流信号线也连接均德恤CX11ftft12J在一起。现在假设电源A的输出电流1。142_J2电四|二I1._J大于电源B的输出电流Io2,在两台电源井机均淑4；龙网内部的电流取样电压就会A高于B,也就是J1.1.+高于J1.2+,而J1.1.+和J1.2+是接在同一条线上（均流母线），因此J1.2+上升，通过电源B内部均流电路的限制迫使其输出电压上升，1。2增大，Io1.减小（负载电流不变）；1。2高于Io1.Ibf,其限制过程刚好相反，如此循环，最终使两台电源的输出电压、电流保持样。Q3、CI9、R34R36组成的电路的作用是，在电源启动初期输出电压低或输出欠乐时Q3导通，使12A脚处低电位，U2A脚输出低电平，Q1.截止，也就是使均流电路不起作用。VR1.可调整均流信号的电压值，也可调整输出限流点。
