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1、SPS線路架構與工作原理SWITCHINGPOWERSUPPLY羊艷軍2008/10一.開關電源基礎概述電源:只要能供給我們電能的裝置,稱為電源.電源就其轉換開形式可分為線性電源和非線性電源(即開關電源)開關電源:用半導體功率器件作為開關,將一種電源形態周期性地轉換為另一種電源形態,且在轉換時用自動控制閉環穩定輸出並有保護環節,則稱為開關電源.SPS與LINER的優缺點比較:重量體積效率設計漣波SPS輕小高(60-90%)難高(30-200mV)LINER重大低(30-40%)易低(5-10mV)二.SPS分類(一).按電力電子的習慣分類:1.
2、ACTODC2.DCTODC3.DCTOAC4.ACTOAC(二).按傳輸能量分類1.反激式(返馳式:FlybackConverter)2.正激式(順向式:ForwardConverter)3.推挽式(PushPullConverter)4.半橋式(HalfBridgeConverter)5.全橋式(FullBridgeConverter)(三).按配線型態分類1.升壓型2.降壓型3.升降壓型三.SPS共通方框原理圖ACinputEMI濾波電路高壓整流濾波電路隔離變壓器低壓整流濾波電路DCoutput開關管回授控制電路PWM邏輯控制電路四.开关
3、电源主要組成部分:包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。1.输入电网滤波器：消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。通常所講的電磁和射頻干擾，簡稱EMI2.输入整流滤波器：将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。3.变换器：是开关电源的关键部分。它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。4.控制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的
4、稳定。5.保护电路：当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。6.输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰1.EMI濾波電路LNFGFUSENF1CX2CX3CY2CY1NF2NTCZNREMI:電磁干擾防制濾波電路(ElectronicMagneticInterference)ZNR:壓敏電阻,又名突波吸收器.主要吸收異常高壓尖峰波,並防雷擊.FUSE:輸入故障及維護電源之保護.NTC:負溫度系數之熱敏電阻,抑制瞬時開機之浪涌電流.CX1,C
5、X2,CX3,NFL1,NFL2組成低頻濾波器.抑制線路中差模諧波信號.CY1,CY2抑制線對地之共模諧波信號.附:EMI既能防止電網之異常信號影響電源,又能防止電源產生諧波信號污染電網.++__C1C2R1R22.高壓整流濾波電路SW115V/230VD1D2D3D4u1V0+_~元件功能說明:D1,D2,D3,D4構成橋式整流電路.SW為115V/230V轉換開關,當u1為低壓時,SW閉合;u1為高壓時,SW斷開.C1,C2為倍壓濾波大電容.R1,R2在功率開關管截止時,起放電作用.工作原理:若SW置115V,此時SW閉合,當u1在正半周時
6、,D1整流,C1充電至1.414U約為160V.當u1在負半周時,D4整流,C2充電至1.414U約為160V,故在115V時V0=VC1+VC2=320V.若SW置230V,此時SW斷開,當u1在正半周時,D1,D3整流,C1,C2分別充電至1.414U.當u1在負半周時,D2,D4整流,C1,C2也充電至1.414U.故在230時V0=VC1+VC2=320V.3.隔離變壓器及開關管工作原理1.T1的初級繞組和次級繞組的同名端相反,為返馳式變壓器.2.在Q1導通期間,T1初級有電流流過,變壓器儲能.3.當Q1管截止時,T1次級產生電流,經D
7、1整流後輸出電壓4.低壓整流濾波電路工作原理1.C1,C2,L1構成π型濾波器2.當開關管OFF時,T1次級儲存的能量通過D1整流後輸出,經C1,C2,L1濾波後將交流成分降到最低,給終端提供更乾淨的電壓.3.當開關管ON時,變壓器不能提供能量給終端,此時只能靠C1,C2,L1本身儲存的能量來維持輸出.5.回授控制線路工作原理1.當次級輸出電壓偏高時,流經R1的電流會增大,也即流過PC1的發光二極管的Id比較大.通過光偶合的作用,感應到PC1的初級部分,此時PC1的Ic也會增大,這時就會將IC3842Pin2的電位拉下來,IC3842內部就會調
8、整Duty,使開關管的導通時間減少,經變壓器傳送給次級的能量也會減少,這樣就可以使輸出電壓回饋到正常.2.當次級輸出電壓偏低時,流經R1的電流就會減少
