電源開關的相關知識

電源開關的相關知識

　　電源是各種電子設備必不可缺的組成部分，其性能優 劣直接關系到電子設備的技術指標及能否安全可靠地工作。由于開關電源內部關鍵元器件工作在高頻開關狀態，功耗小，轉化率高，且體積和重量只有線性電源的 20%—30%，故目前它已成為穩壓電源的主流產品。

　　電子設備電氣故障的檢修，本著從易到難的原則，基本上都是先從電源入手，在確定其電源正常后，再進行 其他部位的檢修，且電源故障占電子設備電氣故障的大多數。故了解開頭電源基本工作原理，熟悉其維修技巧和常見故障，有利于縮短電子設備故障維修時間，提高 個人設備維護技能。

　　二.開關電源的組成

　　開關電源大至由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成，見圖1。

　　1. 主電路

　　沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。

　　輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。

　　整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。

　　逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分。

　　輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。

　　2. 控制電路

　　一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。

　　3. 檢測電路

　　提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。

　　4. 輔助電源

　　實現電源的'軟件(遠程)啟動，為保護電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。

　　三.開關電源的工作原理

　　開關電源就是采用功率半導體器件作為開關元件，通過周期性通斷開關，控制開關元件的占空比來調整輸出電壓。開關元件以一定的時間間隔重復地接通和斷開，在開 關無件接通時輸入電源Vi通過開關S和濾波電路向負載RL提供能量，當開關S斷開時，電路中的儲能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負載RL釋放 在開關接通時所儲存的能量，使負載得到連續而穩定的能量。

　　VO=TON/T*Vi

　　VO 為負載兩端的電壓平均值

　　TON 為開關每次接通的時間

　　T 為開關通斷的工作周期

　　由式可知，改變開關接通時間和工作周期的比例，VO間電壓平均值也隨之改變，因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便使輸出電壓VO 維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時間比率控制”(TimeRationControl,縮寫為 TRC)。

　　按TRC控制原理，有三種方式：

　　1. 脈沖寬度調制(PulseWithModulation,縮寫為PWM)

　　開關周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。

　　2. 脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)

　　導通脈沖寬度恒定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。

　　3. 混合調制

　　導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。

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