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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流开关电源原理图.精品文档.开关电源原理图 开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压，广泛应用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在 “开” 和“关” 的状态，所以叫开关电源。开关电源实质就是一个振荡电路，这种转换电能的方式，不仅应用在电源电路，在其它的电路应用也很普遍，如液晶显示器的背光电路、日光灯等。开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、体积小等优点，缺点是功率相对较小，而且会对电路产生高频干扰,变压器反馈式振荡电路，能产生有规律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路，变压器反馈式振荡电路就是能满足这种条件的电路开关电源按振荡方
2、式分类自激式是无须外加信号源能自行振荡，自激式完全可以把它看作是一个变压器反馈式振荡电路. 它激式则完全依赖于外部维持振荡，在实际应用中自激式应用比较广泛。根据激励信号结构分类；可分为脉冲调宽和脉冲调幅两种，脉冲调宽是控制信号的宽度，也就是频率，脉冲调幅控制信号的幅度，两者的作用相同都是使振荡频率维持在某一范围内，达到稳定电压的效果。变压器的绕组一般可以分成三种类型，一组是参与振荡的初级绕组，一组是维持振荡的反馈绕组，还有一组是负载绕组。在家用电器中使用的开关电源，将220V的交流电经过桥式整流，变换成300V左右的直流电，滤波后进入变压器后加到开关管的集电极进行高频振荡，反馈绕组反馈到基极维
3、持电路振荡，负载绕组感应的电信号，经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载提供电能。负载绕组在提供电能的同时，也肩负起稳定电压的能力，其原理是在电压输出电路接一个电压取样装置，监测输出电压的变化情况，及时反馈给振荡电路调整振荡频率，从而达到稳定电压的目的，为了避免电路的干扰，反馈回振荡电路的电压会用光电耦合器隔离。大多数开关电源有待机电路，在待机状态开关电源还在振荡，只是频率比正常工作时要低。创维5Y21/5Y30机芯彩电开关电源电路图及原理分析 创维5Y2l/5Y30机芯彩电是创维公司2002年推出的平面数码彩电，其代表机型有29SF9000、29SH8000、8000-2982A、25NX9
4、00等。此系列彩电的开关稳压电源设计小巧、功能完备，现已进入维修期。开关稳压电源原理概述如附图所示，这是一个典型的自激式变压器耦合并联型、调频一调宽控制的开关稳压电源，包括了启动、振荡、稳压、保护和输出等几部分。1、开关振荡电路的启动过程AC220V经整流、滤波后的DC300V电压经过T901的初级绕组加到开关振荡管0901 c极；同时，启动电阻R904、R905、R906给Q901 b极提供较小电流，触发Q901导通。在反馈绕组一、R908、C910的正反馈作用下。使Q90l快速饱和导通，其b极电压增大已不能再控制c极电流的增长，正反馈电压减小。由于R904、R905、R906之和较大，所以
5、Q90l饱和导通状态主要靠C910放电电流来维持，随着C910放电电流的减小，C911、C916的充电电压增高，Q90l饱和深度下降，其c极电流减少，并在T901-绕组上产生与启动时相反的电动势，反向的感应电压加到Q901 e、b极间使其很快截止。随着C911、C916的放电，Q90l b极电流逐渐上升，使090l再次导通截止导通，形成持续开关振荡。由T901进行磁能电能转换。2、稳压调控过程稳压调控电路主要由误差取样电路R934、R935、R937、基准电流产生电路R938、ZD933、误差放大器Q931，光电耦合器IC902、控制放大电路Q904、Q905等元器件构成。当输出的+135V电
6、压上升或降低时，通过对其进行误差取样，经Q93l进行误差比较放大。以+135V上升为例。经R934、R835、R936分压后。Q93l b极电压上升。e极电流增大，IC902内发光二极管电流增大。光敏三极管内阻下降，使Q904导通程度增大，0905导通程度增大，对Q901 b极电流的分流增大。使Qgm的电流降低，通过磁能电能的转换使输出电压下降。+135V下降时与此过程相反。3、待机控制过程待机控制亦即遥控开，关机控制。当遥控关机时，CPU IC001脚输出低电平，使0932截止。因R937串在取样电路中，使得取样电压即Q901b极电压上升，Q93l b极电流和c极电流增大。因而流过IC902
7、内的发光二极管电流增大。光敏三极管内阻大幅下降。误差电流的增大控制Q904和Q905进入导通状态，由于Q905的c、极小电阻分流作用，使得Q90l导通时间缩短，开关脉冲占空比下降，开关变压器感应电压下降，开关电源处于间歇振荡状态，输出能量下降使各组输出电压下降幅度增大，为正常输出值的一半弱。但+24v端的可输出+12V左右的电压。以保证IC93l稳压输出为+5V以供CPU之用。当遥控开机时，CPU脚输出高电平，Q935、Q932导通，重复与待机相反的过程，使得开关脉冲占空比上升，开关电源恢复正常振荡过程。4、开关管的过流保护过程开关管过流保护电路由ZD904、Q903、Q904、Q905、R9
8、12、R913、R919等元件组成。正常工作时，R912、ZD904、R913组成的分压电路使得ZD904两端电压低于6.2V，Q930截止。而Q904、Q905处于正常工作状态。当由于某种原因使Q901过流时，T901上电流过大，T901一绕组电压上升，当超过ZD904的门限值时击穿而导通，使Q903获得正向偏置而导通。其c极输出低电压使Q904导通，0904导通后使R919两端电压上升Q905导通程度加深，极限情况下可视为c、e极电阻接近O，因此将Q90l的绝大部分电流分流到地，使得Q90l的激励电流近乎为零。开关电源停止工作。本系列彩电的开关稳压电源电路的故障特点是输出电压为OV或输出电
9、压偏离正常值。故障原因种类繁多，涉及到稳压调控电路异常和保护电路异常。1.本机最为常见的故障是开关管损坏且以击穿为典型，造成开关管损坏的原因有：（1）市电供电电压突然升高，导致开关管过压而击穿； （2）Q901.c极尖峰脉冲吸收电路开路而使其击穿：（3）取样、基准电压、比较、误差放大电路等出现故障，使脉宽控制管Q904截止或趋于截止。0901因失控而损坏；（4）正反馈电路开路，这是由于启动电路要向0901 b极提供导通电流。而+300V。通过变压器一次绕组加到Q901 c极，通电时间稍长，Q901便会出现热击穿；（5）本机启动电阻总值为90k，可向Q90l b极提供约2mA的静态电流。电源长时
10、间工作于临界过载状态。090l出现热击穿，若开关管本身质量差，工作时间稍长也会击穿。2.本系列彩电开关电源故障的检修思路是（1）检查开关电源的输入、输出电路；（2）对开机三无，但Q901完好的电源，应主要检测Q90l b极的各支路，如启动电路、振荡回路、脉宽控制电蹲等；（3）对开机输出电压偏高的开关电源，应重点检查脉宽控制管Q905的导通是否足够。Q90ll极的分流是否足够，负偏压是否减小；（4）对保险已熔断烧黑，Q90l已损坏的电源，检修时要重点检测整流滤波电路和负载电路有无短路。点评：高频开关电源电路原理 高频开关电源由以下几个部分组成：一、主电路 从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：
11、 1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。 2、整流与滤波高频开关电源电路原理高频开关电源由以下几个部分组成：一、主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。二、控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变
12、器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。三、检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表资料。四、辅助电源提供所有单一电路的不同要求电源。开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向
13、负载释放。图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。在 AB间的电压平均值EAB可用下式表示：EAB=TON/T*E式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的
14、占空比，这种方法称为“时间比率控制”（Time Ratio Control,缩写为TRC）。按TRC控制原理，有三种方式：一、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,缩写为PWM）开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。二、脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM）导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。三、混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。第三节 开关电源的发展和趋势1955 年美国罗耶（GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是
15、实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器，年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了千赫的开关电源。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的kHz、用制成的kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损
16、耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。