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開關高壓電源原理

2016年05月18日

開關高壓電源原理

一、 開關高壓電源的電路組成:

開關高壓電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。開關高壓電源的電路組成方框圖如下: 

二、 輸入電路的原理及常見電路:

 1、AC輸入整流濾波電路原理:

能量消耗在壓敏電阻上,若電流過大,F1、F2、F3會燒毀保護后級電路。  ② 輸入濾波電路:C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間,要對C5充電,由于瞬間電流大,加RT1(熱敏電阻)就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上,一定時間后溫度升高后RT1阻值減?。?span>RT1是負溫系數元件),這時它消耗的能量非常小,后級電路可正常工作。  ③ 整流濾波電路:交流電壓經BRG1整流后,經C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小,輸出的交流紋波將增大。 2、 DC輸入濾波電路原理:

 輸入濾波電路:C1、L1、C2組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4為安規電容,L2、L3為差模電感。 

 R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間,由于C6的存在Q2不導通,電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩壓值時Q2導通。如果C8漏電或后級電路短路現象,在起機的瞬間電流在RT1上產生的壓降增大,Q1導通使Q2沒有柵極電壓不導通,RT1將會在很短的時間燒毀,以保護后級電路。 三、 功率變換電路[/b]:: 

1、 MOS管的工作原理:目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是MOSFETMOS管),是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態,所以輸入電阻可以大大提高,最高可達105歐姆,MOS管是利用柵源電壓的大小,來改變半導體表面感生電荷的多少,從而控制漏極電流的大小。 

2、 常見的原理圖:

3、工作原理: 

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2組成緩沖器,和開關MOS管并接,使開關管電壓應力減少,EMI減少,不發生二次擊穿。在開關管Q1關斷時,變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流,這些元件組合一起,能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測得的電流峰值信號參與當前工作周波的占空比控制,因此是當前工作周波的電流限制。當R5上的電壓達到1V時,UC3842停止工作,開關管Q1立即關斷 。 

R1Q1中的結電容CGS、CGD一起組成RC網絡,電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。R1過小,易引起振蕩,電磁干擾也會很大;R1過大,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,從而保護了MOS管。 

Q1的柵極受控電壓為鋸形波,當其占空比越大時,Q1導通時間越長,變壓器所儲存的能量也就越多;當Q1截止時,變壓器通過D1、D2、R5、R4、C3釋放能量,同時也達到了磁場復位的目的,為變壓器的下一次存儲、傳遞能量做好了準備。IC根據輸出電壓和電流時刻調整著⑥腳鋸形波占空比的大小,從而穩定了整機的輸出電流和電壓。 C4R6為尖峰電壓吸收回路。 4、推挽式功率變換電路: Q1Q2將輪流導通。