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浅谈开关电源

  • 关键词:开关电源 转换电路
  • 摘要:开关电源是一种电压转换电路,主要的工作内容是将电压转换成电子产品所需求的工作电压。而开关电源的核心就是开关三极管,因为开关三极管的工作状态要么处于 “开” ,要么处于和“关” ,所以叫开关电源。开关电源实质就是一个振荡电路。

众所周知,我们所接触到的电源电压大都是220V或者380V,而现代电子产品工作时所需求的电源电压普遍低于220V,此时就需要用到开关电源。开关电源是一种电压转换电路,主要的工作内容是将电压转换成电子产品所需求的工作电压。而开关电源的核心就是开关三极管,因为开关三极管的工作状态要么处于 “开” ,要么处于和“关” ,所以叫开关电源。开关电源实质就是一个振荡电路。


最常见的开关电源要属由UC3844组成的的反激式开关电源。其主要组成部分是电源震荡芯片UC3844、开关管、变压器。


1.电源振荡芯片UC3844

由于3844内部集成一个二分频触发器,输出频率只有4脚振荡频率的一半,输出最大占空比为50%。



引脚说明:1脚为误差放大器输出端,2脚为误差放大器输入反相端,用来调整开关电源输出电压。1脚和2脚之间由外围电路接入R、C串并联负反馈网络以决定放大器的带宽频率特性和放大倍数。2脚电压是由二次侧18V电压经电阻分压之后取一电压,与误差放大器的同相端内置的2.5V相比较。当2脚电压高于2.5V时,误差放大器输出一个反相较高的电压,改变6脚的PWM波形,使负载电压维持一个低于正常值的电压,从而达到降低二次侧输出电压维持2脚在2.5V的目的。反之亦然。



3脚为电流检测比较端,当3脚电压超过1V时,PWM锁存器将封锁输出脉冲,对电路启动过流保护功能。开关管导通后电流流经源极所接取样电阻R12经电容滤波送入3脚。由于开关管IRFPF50最大电流6.7A,工作允许最大电流为2A,经过0.5Ω电阻后电压为1V送入3脚。比较常见的如K2225最大电流2A,工作电流最大为0.6A,经计算,所接取样电阻为1.5欧姆时,以达到3脚所需1V电压。正常状态下3脚电压为低于1V的电压。


4脚为振荡器定时元件接入端,就好比CPU的晶振。8脚为基准电源输出端,向外提供+5V稳定性良好的基准电压。4脚外围组成的RC震荡电路电源往往取自8脚,振荡频率可通过公式F=1.72/(R·C)。上图中R=1K欧姆,C=4700PF,计算振荡频率为366KHZ,振荡器的最高振荡频率可达500kHz。一般开关电源中振荡频率为50KHZ左右。有时维修听到开关电源发出刺耳的声音时,就有可能是振荡电路损坏,由于人耳能听到的最高频率是20KHZ,当电容C老化导致振荡频率低于20KHZ时就会出现这种情况。


5脚和7脚是供电GND和VCC端子,UC3844具有16V起振电压和10V欠压锁定电压,不同于UC3843的8.5V起振电压和7.6V的欠压锁定电压。UC3844正常工作电压在10~17V之间。


6脚为PWM波形输出脚,驱动开关管的开、合,UC3844最大输出电流可达1A。


2.开关管

多使用K1317、K2225场效应晶体管,以K1317为例,耐压1200V,最大电流2.5A。由于漏极和源极之间接有反向二极管,测量二极管的正反向电阻特性可作为一个判断依据。还有一种方法,在G、S间加正向8V电源,此时测量开关管正向导通,D、S之间电阻很小,把8V电源反转S接正,G接负极时,开关管反向截止,D、S之间呈现高阻态,说明管子正常。



还有一些使用双极型晶体管如BU508A,由于发射极和集电极之间没有二极管,只能通过外加正反向电压判断。

3.变压器

变压器出现故障最容易判断,也最难判断。变压器损坏分两种情况,一是匝间短路,即某两个绕组之间直接相连,二是绕组断路。因变压器二次侧绕组比较多,需分清各绕组间的关系才能准确判断。


发布时间:2017年9月22日 11:32  人气:   审核编辑(王静)
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