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開關電源知識

開關電源是壹種電壓轉換電路,主要工作是升壓和降壓,廣泛應用於現代電子產品中。因為開關晶體管總是工作在“開”和“關”的狀態,所以稱為開關電源。開關電源本質上是壹個振蕩電路。這種轉換電能的方式不僅用於電源電路,還廣泛應用於其他電路,如液晶顯示器和熒光燈的背光電路。與變壓器相比,開關電源具有效率高、穩定性好、體積小、開關電源原理圖簡化等優點,但缺點是功率相對較小,對電路的高頻幹擾大,電路復雜,維修困難。

在講開關電源之前,先熟悉壹下變壓器反饋振蕩電路。能產生有規律的脈沖電流或電壓的電路稱為振蕩電路,變壓器反饋振蕩電路就是能滿足這個條件的電路。它由基本放大電路和反饋回路組成,其中C2和L1構成並聯諧振選頻電路。電路上電的瞬間,VT開啟,此時在C2和L1組成的並聯諧振電路上產生非常豐富的諧波。當外界頻率等於並聯諧振電路的固有頻率時,電路進入振蕩狀態,通過L3反饋到VT的基極進壹步放大,最終輸出有規律的脈沖電流或電壓。開關電源是圍繞變壓器反饋振蕩電路設計的,但在原有基礎上增加了壹些保護和控制電路。我們可以通過分析振蕩電路來分析開關電源。

開關電源的振蕩可分為自激模式和他激模式。自激模式可以在沒有外部信號源的情況下自行振蕩。自激模式可視為變壓器反饋振蕩電路,他激模式則完全依賴於外部維持振蕩,在實際應用中應用廣泛。根據激勵信號結構分類;可分為脈寬調制和脈沖幅度調制。脈寬調制是控制信號的寬度,即脈沖幅度調制控制信號的頻率和幅度。兩者的作用相同,都是將振蕩頻率維持在壹定範圍內,達到穩定電壓的效果。變壓器繞組壹般可以分為三種,壹種是參與振蕩的初級繞組,壹種是維持振蕩的反饋繞組,壹種是負載繞組。家用電器中使用的開關電源通過橋式整流將220V交流電轉換成300V左右的直流電,濾波後加到開關管的集電極進行高頻振蕩,反饋繞組反饋到基極維持電路進行振蕩。負載繞組感應出的電信號經過整流、濾波和穩定,得到的DC電壓為負載供電。負載繞組不僅提供電力,還肩負著穩定電壓的能力。其原理是在電壓輸出電路上連接壹個電壓采樣裝置,監測輸出電壓的變化,並及時反饋給振蕩電路,調整振蕩頻率,從而達到穩壓的目的。為了避免電路的幹擾,反饋到振蕩電路的電壓會被壹個光電耦合器隔離。大多數開關電源都有備用電路。在待機狀態下,開關電源仍在振蕩,但頻率低於正常工作時的頻率。

有些開關電源非常復雜,很多元器件密集。沒有技術支持,維護很多保護和控制電路是壹件很頭疼的事情。我在面對這種情況時,會先找到參與振蕩的開關管及其外圍電路,從電路中分離出來,看是否滿足振蕩的條件,比如偏置是否正常,正反饋是否有故障,開關管本身。開關電源具有很強的保護功能,控制保護和負載電路經過消除後進行檢查。

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