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開(kāi)關(guān)電源范文第1篇

【關(guān)鍵詞】開(kāi)關(guān)電源;維修隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，進(jìn)入80年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，進(jìn)入90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源，更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。

開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換，盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過(guò)程相差很大，在特定的應(yīng)用場(chǎng)合下各有優(yōu)點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和開(kāi)關(guān)器件（MOSFET、BJT等）構(gòu)成。

開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。

開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備，視聽(tīng)產(chǎn)品，安防，電腦，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類(lèi)等領(lǐng)域。

開(kāi)關(guān)電源電路的故障診斷與維修也越來(lái)越重要，這里簡(jiǎn)單介紹一下維修過(guò)程和注意事項(xiàng)。

（1）修理開(kāi)關(guān)電源時(shí)，首先用萬(wàn)用表檢測(cè)各功率部件是否擊穿短路，如電源整流橋堆，開(kāi)關(guān)管，高頻大功率整流管；抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷。再檢測(cè)各輸出電壓端口電阻是否異常，上述部件如有損壞則需更換。

（2）第一步完成后，接通電源后還不能正常工作，接著要檢測(cè)功率因數(shù)模塊（PFC）和脈寬調(diào)制組件（PWM），查閱相關(guān)資料，熟悉PFC和PWM模塊每個(gè)腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。

（3）然后，對(duì)于具有PFC電路的電源則需測(cè)量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右，如有380VDC左右電壓，說(shuō)明PFC模塊工作正常，接著檢測(cè)PWM組件的工作狀態(tài)，測(cè)量其電源輸入端VC，參考電壓輸出端VR，啟動(dòng)控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常，利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開(kāi)關(guān)電源供電，用示波器觀測(cè)PWM模塊CT端對(duì)地的波形是否為線性良好的鋸齒波或三角形，如TL494 CT端為鋸齒波，F(xiàn)A5310其CT端為三角波。輸出端V0的波形是否為有序的窄脈沖信號(hào)。

（4）在開(kāi)關(guān)電源維修實(shí)踐中，有許多開(kāi)關(guān)電源采用UC38××系列8腳PWM組件，大多數(shù)電源不能工作都是因?yàn)殡娫磫?dòng)電阻損壞，或芯片性能下降。當(dāng)R斷路后無(wú)VC，PWM組件無(wú)法工作，需更換與原來(lái)功率阻值相同的電阻。當(dāng)PWM組件啟動(dòng)電流增加后，可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一臺(tái)GE DR電源時(shí)，PWM模塊為UC3843，檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)其他異常，在R（220K）上并接一個(gè)220K的電阻后，PWM組件工作，輸出電壓均正常。有時(shí)候由于電路故障，致使VR端5V電壓為0V，PWM組件也不工作，在修柯達(dá)8900相機(jī)電源時(shí)，遇到此情況，把與VR端相連的外電路斷開(kāi)，VR從0V變?yōu)?V，PWM組件正常工作，輸出電壓均正常。

（5）當(dāng)濾波電容上無(wú)380VDC左右電壓時(shí)，說(shuō)明PFC電路沒(méi)有正常工作，PFC模塊關(guān)鍵檢測(cè)腳為電源輸入腳VC，啟動(dòng)腳Vstart/control，CT和RT腳及V0腳。修理一臺(tái)富士3000相機(jī)時(shí)，測(cè)試一板上濾波電容上無(wú)380VDC電壓。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)功率開(kāi)關(guān)管G極無(wú)V0 波形，由于FA5331（PFC）為貼片元件，機(jī)器用久后出現(xiàn)V0端與板之間虛焊，V0信號(hào)沒(méi)有送到場(chǎng)效應(yīng)管G極。將V0端與板上焊點(diǎn)焊好，用萬(wàn)用表測(cè)量濾波電容有380VDC電壓。當(dāng)Vstart/control 端為低電平時(shí)，PFC亦不能工作，則要檢測(cè)其端點(diǎn)與相連的有關(guān)電路。

總之，開(kāi)關(guān)電源電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西，即充分熟悉開(kāi)關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)以及PFC及PWM模塊的特性，它們工作的基本條件，按照上述步驟和方法，多動(dòng)手進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源的維修，就能迅速地排除開(kāi)關(guān)電源故障，達(dá)到事半功倍的效果。

開(kāi)關(guān)電源的維修可分為兩步進(jìn)行：

斷電情況下，“看、聞、問(wèn)、量”。

看：打開(kāi)電源的外殼，檢查保險(xiǎn)絲是否熔斷，再觀察電源的內(nèi)部情況，如果發(fā)現(xiàn)電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂，則應(yīng)重點(diǎn)檢查此處元件及相關(guān)電路元件。

聞：聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件。

問(wèn)：?jiǎn)栆幌码娫磽p壞的經(jīng)過(guò)，是否對(duì)電源進(jìn)行違規(guī)操作。

量：沒(méi)通電前，用萬(wàn)用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開(kāi)關(guān)電源不起振或開(kāi)關(guān)管開(kāi)路引起的故障，則大多數(shù)情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼，此電壓有300多伏，需小心。用萬(wàn)用表測(cè)量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，電阻值不應(yīng)過(guò)低，否則電源內(nèi)部可能存在短路。電容器應(yīng)能充放電。脫開(kāi)負(fù)載，分別測(cè)量各組輸出端的對(duì)地電阻，正常時(shí)，表針應(yīng)有電容器充放電擺動(dòng)，最后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值。

通電后觀察電源是否有燒保險(xiǎn)及個(gè)別元件冒煙等現(xiàn)象，若有要及時(shí)切斷供電進(jìn)行檢修。

測(cè)量高壓濾波電容兩端有無(wú)300伏輸出，若無(wú)應(yīng)重點(diǎn)查整流二極管、濾波電容等。

測(cè)量高頻變壓器次級(jí)線圈有無(wú)輸出，若無(wú)應(yīng)重點(diǎn)查開(kāi)關(guān)管是否損壞，是否起振，保護(hù)電路是否動(dòng)作等，若有則應(yīng)重點(diǎn)檢查各輸出側(cè)的整流二極管、濾波電容、三通穩(wěn)壓管等。

開(kāi)關(guān)電源范文第2篇

開(kāi)關(guān)電源中的功率開(kāi)關(guān)管在高頻下的通、斷過(guò)程產(chǎn)生大幅度的電壓和電流跳變,因而產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁騷擾,但騷擾的頻率范圍(

電磁騷擾

討論電磁騷擾一般是從騷擾源的特性,騷擾的耦合通道特性和受擾體的特性三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行的。

1.開(kāi)關(guān)電源中的主要電磁騷擾源

開(kāi)關(guān)電源中的電磁騷擾源主要有開(kāi)關(guān)器件、二極管和非線性無(wú)源元件;在開(kāi)關(guān)電源中,印制板布線不當(dāng)也是引起電磁騷擾的一個(gè)主要因素。

1.1 開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生的電磁騷擾

對(duì)開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō),開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生的電磁騷擾是開(kāi)關(guān)電源的主要騷擾源之一。開(kāi)關(guān)電路是開(kāi)關(guān)電源的核心,主要由開(kāi)關(guān)管和高頻變壓器組成。它產(chǎn)生的dv/dt是具有較大輻度的脈沖,頻帶較寬且諧波豐富。這種脈沖騷擾產(chǎn)生的主要原因是 :

1)開(kāi)關(guān)管負(fù)載為高頻變壓器初級(jí)線圈,是感性負(fù)載。在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通瞬間,初級(jí)線圈產(chǎn)生很大的涌流,并在初級(jí)線圈的兩端出現(xiàn)較高的浪涌尖峰電壓;在開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)瞬間,由于初級(jí)線圈的漏磁通,致使一部分能量沒(méi)有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈,儲(chǔ)藏在電感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩,疊加在關(guān)斷電壓上,形成關(guān)斷電壓尖峰。這種電源電壓中斷會(huì)產(chǎn)生與初級(jí)線圈接通時(shí)一樣的磁化沖擊電流瞬變,這個(gè)噪聲會(huì)傳導(dǎo)到輸入輸出端,形成傳導(dǎo)騷擾,重者有可能擊穿開(kāi)關(guān)管。

2)脈沖變壓器初級(jí)線圈,開(kāi)關(guān)管和濾波電容構(gòu)成的高頻開(kāi)關(guān)電流環(huán)路可能會(huì)產(chǎn)生較大的空間輻射,形成輻射騷擾。如果電容濾波容量不足或高頻特性不好,電容上的高頻阻抗會(huì)使高頻電流以差模方式傳導(dǎo)到交流電源中形成傳導(dǎo)騷擾。

1.2 二極管整流電路產(chǎn)生的電磁騷擾

主電路中整流二極管產(chǎn)生的反向恢復(fù)電流的|di/dt|遠(yuǎn)比續(xù)流二極管反向恢復(fù)電流的|di/dt|小得多。作為電磁騷擾源來(lái)研究,整流二極管反向恢復(fù)電流形成的騷擾強(qiáng)度大,頻帶寬。整流二極管產(chǎn)生的電壓跳變遠(yuǎn)小于電源中的功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的電壓跳變。因此,不計(jì)整流二極管產(chǎn)生的|dv/dt|和|di/dt|的影響,而把整流電路當(dāng)成電磁騷擾耦合通道的一部分來(lái)研究也是可以的。

1.3 dv/dt與負(fù)載大小的關(guān)系

功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的dv/dt是開(kāi)關(guān)電源的主要騷擾源。經(jīng)理論分析及實(shí)驗(yàn)表明,負(fù)載加大,關(guān)斷產(chǎn)生的|dv/dt|值加大,而負(fù)載變化對(duì)開(kāi)通的|dv/dt|影響不大。由于開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的|dv/dt|不同,從而對(duì)外部產(chǎn)生的騷擾脈沖也是不同的。

2. 開(kāi)關(guān)電源電磁噪聲的耦合通道

描述開(kāi)關(guān)電源和系統(tǒng)傳導(dǎo)騷擾的耦合通道有兩種方法:

1)將耦合通道分為共模通道和差模通道;

2)采用系統(tǒng)函數(shù)來(lái)描述騷擾和受擾體之間的耦合通道的特性。

2.1 共模和差模騷擾通道

開(kāi)關(guān)電源在由電網(wǎng)供電時(shí),它將從電網(wǎng)取得的電能變換成另一種特性的電能供給負(fù)載。同時(shí)開(kāi)關(guān)電源又是一噪聲源,通過(guò)耦合通道對(duì)電網(wǎng)、開(kāi)關(guān)電源本身和其它設(shè)備產(chǎn)生騷擾,通常多采用共模和差模騷擾加以分析。 如圖1,為開(kāi)關(guān)電源共模騷擾等效電路。

“共模騷擾”是指騷擾大小和方向一致,其存在于電源任何一相對(duì)大地、或中線對(duì)大地間。共模騷擾也稱為縱模騷擾、不對(duì)稱騷擾或接地騷擾。是載流體與大地之間的騷擾。如圖2,為帶共模干擾的+5V直流信號(hào)。

“差模騷擾”是指大小相等,方向相反,其存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模騷擾也稱為常模騷擾、橫模騷擾或?qū)ΨQ騷擾。是載流體之間的騷擾。

共模騷擾說(shuō)明騷擾是由輻射或串?dāng)_耦合到電路中的,而差模騷擾則說(shuō)明騷擾源于同一條電源電路的。通常這兩種騷擾是同時(shí)存在的,由于線路阻抗的不平衡,兩種騷擾在傳輸中還會(huì)相互轉(zhuǎn)化,情況十分復(fù)雜。共模騷擾主要是由|dv/dt|產(chǎn)生的,|di/dt|也產(chǎn)生一定的共模騷擾。但是,在低壓大電流的開(kāi)關(guān)電源中,共模騷擾主要是由|dv/dt|產(chǎn)生的還是由|di/dt|產(chǎn)生的,需要進(jìn)一步研究。 如圖3,共模/差模信號(hào)與磁場(chǎng)的關(guān)系。

在頻率不是很高的情況下,開(kāi)關(guān)電源的騷擾源、耦合通道和受擾體實(shí)質(zhì)上構(gòu)成一多輸入多輸出的電網(wǎng)絡(luò),而將其分解為共模和差模騷擾來(lái)研究是對(duì)上述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一種處理方法,這種處理方法在某種場(chǎng)合還比較合適。但是,將耦合通道分為共模和差模通道具有一定的局限性,雖然能測(cè)量出共模分量和差模分量,但共模分量和差模分量是由哪些元器件產(chǎn)生的,的確不易確定。因此有人用系統(tǒng)函數(shù)的方法來(lái)描述開(kāi)關(guān)電源騷擾的耦合通道,即研究耦合通道的系統(tǒng)函數(shù)與各元器件的關(guān)系,建立耦合通道的電路模型。許多系統(tǒng)分析的結(jié)果,如靈敏度的分析、模態(tài)的分析等,都可用來(lái)研究開(kāi)關(guān)電源的EMD的調(diào)試和預(yù)測(cè)。但是,用系統(tǒng)函數(shù)的方法分析騷擾的耦合通道,還需要做很多工作。

2.2.2 雜散參數(shù)影響耦合通道的特性

在傳導(dǎo)騷擾頻段(小于30MHz)范圍內(nèi),多數(shù)開(kāi)關(guān)電源騷擾的耦合通道是可以用電路網(wǎng)絡(luò)來(lái)描述的。但是,在開(kāi)關(guān)電源中的任何一個(gè)實(shí)際元器件,如電阻器、電容器、電感器乃至開(kāi)關(guān)管、二極管都包含有雜散參數(shù),且研究的頻帶愈寬,等值電路的階次愈高,因此,包括各元器件雜散參數(shù)和元器件間的耦合在內(nèi)的開(kāi)關(guān)電源的等效電路將復(fù)雜得多。在高頻時(shí),雜散參數(shù)對(duì)耦合通道的特性影響很大,分布電容的存在成為電磁騷擾的通道。另外,在開(kāi)關(guān)管功率較大時(shí),集電極一般都需加上散熱片,散熱片與開(kāi)關(guān)管之間的分布電容在高頻時(shí)不能忽略,它能形成面向空間的輻射騷擾和電源線傳導(dǎo)的共模騷擾。

電磁騷擾的抑制

對(duì)開(kāi)關(guān)電源的EMD的抑制措施,主要是

1)減小騷擾源的騷擾強(qiáng)度;

2)切斷騷擾傳播途徑。

為了達(dá)到這個(gè)目的,主要從選擇合適的開(kāi)關(guān)電源電路拓?fù)?采用正確的接地、屏蔽、濾波措施;設(shè)計(jì)合理的元器件布局及印制板布線等幾個(gè)方面考慮。

1.減小開(kāi)關(guān)電源本身的騷擾

減小開(kāi)關(guān)電源本身的騷擾是抑制開(kāi)關(guān)電源騷擾的根本,是使開(kāi)關(guān)電源電磁騷擾低于規(guī)定極限值的有效方法。

1)減小功率管通、斷過(guò)程中產(chǎn)生的騷擾

上面分析表明,開(kāi)關(guān)電源的主要騷擾是來(lái)自功率開(kāi)關(guān)管通、斷的dv/dt。因此減小功率開(kāi)關(guān)管通、斷的dv/dt是減小開(kāi)關(guān)電源騷擾的重要方面。人們通常認(rèn)為軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以減小開(kāi)關(guān)管通、斷的dv/dt。但是,目前的一些研究結(jié)果表明軟開(kāi)關(guān)并不像人們預(yù)料的那樣,可以明顯地減小開(kāi)關(guān)電源的騷擾。沒(méi)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,軟開(kāi)關(guān)變換器在EMC性能方面明顯地優(yōu)于硬開(kāi)關(guān)變換器。

有文獻(xiàn)系統(tǒng)地研究了PWM反激式變換器、準(zhǔn)諧振零電流變頻開(kāi)關(guān)正激變換器、多諧振零電壓變頻開(kāi)關(guān)反激式變換器、多揩振零電壓變頻開(kāi)關(guān)正激變換器、電壓箝位多諧振零電壓定頻開(kāi)關(guān)反激式變換器以及半橋式零電壓變頻串聯(lián)諧振變換器的EMD特性,討論了緩沖電路、箝位電路、變頻與定頻控制對(duì)騷擾水平的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,具有電壓箝位的零電壓定頻開(kāi)關(guān)變換器的EMD電平最低。

因此,采用軟開(kāi)關(guān)電源技術(shù),結(jié)合合理的元器件布置及合理的印制電路板布線,對(duì)開(kāi)關(guān)電源的EMD水平有一定的改善。

2)開(kāi)關(guān)頻率調(diào)制技術(shù)

將頻率不變的調(diào)制改變?yōu)殡S機(jī)調(diào)制,變頻調(diào)制等。頻率固定不變的調(diào)制脈沖產(chǎn)生的騷擾在低頻段主要是調(diào)制頻率的諧波騷擾,低頻段的騷擾主要集中在各諧波點(diǎn)上。由F.Lin提出的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)制方法[3],其基本思想是通過(guò)調(diào)制開(kāi)關(guān)頻率fc的方法,把集中在開(kāi)關(guān)頻率fc及其諧波2fc,3fc……上的能量分散到它們周?chē)念l帶上,由此降低各個(gè)頻點(diǎn)上的EMD幅值,以達(dá)到低于EMD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。這種開(kāi)關(guān)調(diào)頻PWM的方法雖然不能降低總的騷擾能量,但它把能量分散到頻點(diǎn)的基帶上,以達(dá)到各個(gè)頻點(diǎn)都不超過(guò)EMD規(guī)定的限值。

2. 接地

“接地”有設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)接地和設(shè)備接大地,兩者概念不同,目的也不同?！暗亍钡慕?jīng)典定義是“作為電路或系統(tǒng)基準(zhǔn)的等電位點(diǎn)或平面”。

3.2.1 設(shè)備的信號(hào)接地

設(shè)備的信號(hào)接地,可能是以設(shè)備中的一點(diǎn)或一塊金屬來(lái)作為信號(hào)的接地參考點(diǎn),它為設(shè)備中的所有信號(hào)提供了一個(gè)公共參考電位。

在這里介紹浮地和混合接地,另外,還有單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地。

1)浮地

采用浮地的目的是將電路或設(shè)備與公共接地系統(tǒng),或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開(kāi)來(lái)。浮地還可以使不同電位間的電路配合變得容易。實(shí)現(xiàn)電路或設(shè)備浮地的方法有變壓器隔離和光電隔離。浮地的最大優(yōu)點(diǎn)是抗騷擾性能好。

浮地的缺點(diǎn)是由于設(shè)備不與公共地相連,容易在兩者間造成靜電積累,當(dāng)電荷積累到一定程度后,在設(shè)備地與公共地之間的電位差可能引起劇烈的靜電放電,而成為破環(huán)性很強(qiáng)的騷擾源。

一個(gè)折衷方案是在浮地與公共地之間跨接一個(gè)阻值很大的泄放電阻,用以釋放所積累的電荷。注意控制釋放電阻的阻抗,太低的電阻會(huì)影響設(shè)備泄漏電流的合格性。

2)混合接地

混合接地使接地系統(tǒng)在低頻和高頻時(shí)呈現(xiàn)不同的特性,這在寬帶敏感電路中是必要的。電容對(duì)低頻和直流有較高的阻抗,因此能夠避免兩模塊之間的地環(huán)路形成。當(dāng)將直流地和射頻地分開(kāi)時(shí),將每個(gè)子系統(tǒng)的直流地通過(guò)10～100nF的電容器接到射頻地上,這兩種地應(yīng)在一點(diǎn)有低阻抗連接起來(lái),連接點(diǎn)應(yīng)選在最高翻轉(zhuǎn)速度(di/dt)信號(hào)存在的點(diǎn)。

3.2.2 設(shè)備接大地

在工程實(shí)踐中,除認(rèn)真考慮設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)接地外,通常還將設(shè)備的信號(hào)地,機(jī)殼與大地連在一起,以大地作為設(shè)備的接地參考點(diǎn)。設(shè)備接大地的目的是:

1)保證設(shè)備操作人員人身的安全。

2)泄放機(jī)箱上所積累的電荷,避免電荷積累使機(jī)箱電位升高,造成電路工作的不穩(wěn)定。

3)避免設(shè)備在外界電磁環(huán)境的作用下使設(shè)備對(duì)大地的電位發(fā)生變化,造成設(shè)備工作的不穩(wěn)定。

由此可見(jiàn),設(shè)備接大地除了是對(duì)人員安全、設(shè)備安全的考慮外,也是抑制騷擾發(fā)生的重要手段。

3. 屏蔽

抑制開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的騷擾輻射的有效方法是屏蔽,即用電導(dǎo)率良好的材料對(duì)電場(chǎng)屏蔽,用磁導(dǎo)率高的材料對(duì)磁場(chǎng)屏蔽。為了防止脈沖變壓器的磁場(chǎng)泄露,可利用閉合環(huán)形成磁屏蔽,另外,還要對(duì)整個(gè)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行電場(chǎng)屏蔽。屏蔽應(yīng)考慮散熱和通風(fēng)問(wèn)題,屏蔽外殼上的通風(fēng)孔最好為圓形多孔,在滿足通風(fēng)的條件下,孔的數(shù)量可以多,每個(gè)孔的尺寸要盡可能小。接縫處要焊接,以保證電磁的連續(xù)性,如果采用螺釘固定,注意螺釘間距要短。屏蔽外殼的引入、引出線處要采取濾波措施,否則,這些會(huì)成為騷擾發(fā)射天線,嚴(yán)重降低屏蔽外殼的屏蔽效果。若用電場(chǎng)屏蔽,屏蔽外殼一定要接地,否則,將起不到屏蔽效果;若用磁場(chǎng)屏蔽,屏蔽外殼則不需接地。對(duì)非嵌入的外置式開(kāi)關(guān)電源的外殼一定要進(jìn)行電場(chǎng)屏蔽,否則,很難通過(guò)輻射騷擾測(cè)試。

4. 濾波

電源濾波器安裝在電源線與電子設(shè)備之間,用于抑制電源線引出的傳導(dǎo)騷擾,又可以降低從電網(wǎng)引入的傳導(dǎo)騷擾。對(duì)提高設(shè)備的可靠性有重要的作用。

開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的電磁騷擾以傳導(dǎo)騷擾為主,而傳導(dǎo)騷擾又分差模騷擾和共模干擾兩種。通常共模騷擾要比差模騷擾產(chǎn)生更大的輻射型EMD。目前抑制傳導(dǎo)EMD最有效的方法是利用無(wú)源濾波技術(shù)。如圖4,為共模與差模噪聲對(duì)比(紅色為共模噪聲,藍(lán)色為差模噪聲)。

作為一種雙端口網(wǎng)絡(luò)EMD濾波器,它對(duì)騷擾的抑制性能不僅取決于濾波器本身的拓?fù)?而且在很大程度上也受EMD濾波器輸入、輸出阻抗值的影響。由于EMD濾波器阻抗和負(fù)載阻抗的可變動(dòng)性以及它們可能直接與電網(wǎng)相連的特點(diǎn),電源EMD濾波器的輸入、輸出阻抗不但不匹配而且常常是末知的。這就造成了EMD濾波器設(shè)計(jì)不能完全應(yīng)用成熟的通信用濾波器的設(shè)計(jì)方法和理論。這是電源波波器設(shè)計(jì)面臨的主要問(wèn)題。

5.元器件布局及印制電路板布線

開(kāi)關(guān)電源的輻射騷擾與電流通路中的電流大小,通路的環(huán)路面積,以及電流頻率的平方等三者的乘積成正比,即輻射騷擾E∝I•A•f2。運(yùn)用這一關(guān)系的前提是通路尺寸遠(yuǎn)小于頻率的波長(zhǎng)。

上述關(guān)系式表明減小通路面積是減小輻射騷擾的關(guān)鍵,這是說(shuō)開(kāi)關(guān)電源的元器件要彼此緊密排列。在初級(jí)電路中,要求輸入端電容、晶體管和變壓器彼此靠近,且布線緊湊;在次級(jí)電路中,要求二極管、變壓器和輸出端電容彼此貼近。

在印制板上,將正負(fù)載流導(dǎo)線分別布在印制板的兩面,并設(shè)法使兩個(gè)載流導(dǎo)體彼此間保持平行,因?yàn)槠叫芯o靠的正負(fù)載流導(dǎo)體所產(chǎn)生的外部磁場(chǎng)是趨向于相互抵消的。

布線間的電磁耦合是通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行的,因此在布線時(shí),應(yīng)注意對(duì)電場(chǎng)與磁場(chǎng)耦合的抑制。對(duì)電場(chǎng)的抑制方法有:

1)盡量增大線間距離,使電容耦合為最小;

2)采用靜電屏蔽,屏蔽層要接地;

3)降低敏感線路的輸入阻抗。

對(duì)磁場(chǎng)的抑制方法有:

1)減小騷擾源和敏感電路的環(huán)路面積;

2)增大線間距離,使耦合騷擾源與敏感電路間的互感盡可能地小;

3)最好使騷擾源與敏感電路呈直角布線,以便大大降低線路間耦合。

開(kāi)關(guān)電源范文第3篇

【關(guān)鍵詞】工作原理分析；常見(jiàn)故障分析；故障檢測(cè)實(shí)例

目前，計(jì)算機(jī)、DVD、彩電等家用電器電源大部分采用開(kāi)關(guān)電源，這些家用電器出現(xiàn)的電路故障大部分由開(kāi)關(guān)電源損壞引起。筆者長(zhǎng)期從事家用電子專(zhuān)業(yè)理論與實(shí)操教學(xué)，對(duì)開(kāi)關(guān)電源接觸較多，下面以長(zhǎng)虹G2136（K）彩電開(kāi)關(guān)電源為例，深入介紹該電源的工作原理和典型故障分析與檢修。

一、工作原理分析

電源原理圖如圖1所示。

1.整流濾波電路

電源設(shè)計(jì)有兩級(jí)濾波器。L502、C501、C502組成一級(jí)型低通濾波器，防止電網(wǎng)高頻干擾進(jìn)入機(jī)內(nèi)。L503、C507、C518再組成一級(jí)低通濾波器，抑制開(kāi)關(guān)電源本身產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)，防止其串入電網(wǎng)造成干擾。VD501～VD504、C507組成橋式整流濾波電路，C503～C506四個(gè)小電容分別并聯(lián)在四個(gè)整流二極管兩端，起分流和過(guò)濾作用，防止高頻浪涌電流損壞二極管。

2.消磁電路

RT501、XC216組成開(kāi)機(jī)消磁電路。開(kāi)機(jī)瞬間，消磁回路電流很大，電流在消磁線圈中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，對(duì)顯像管屏幕進(jìn)行消磁。消磁電阻RT501是個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻，因?yàn)殡娏鳠嵝?yīng)，阻值隨溫度上升而增大，當(dāng)溫度達(dá)到居里點(diǎn)后，電阻值趨向無(wú)窮大，這時(shí)消磁回路呈開(kāi)路狀態(tài)。

3.啟動(dòng)電路

220V交流電經(jīng)整流濾波后產(chǎn)生約300V直流電壓，經(jīng)T511的繞組③、⑦繞組加到開(kāi)關(guān)管V513集電極。同時(shí)300V直流電壓經(jīng)R520、R521、R522、R524加到V513基極，為V513提供基極電流IB，V513具備導(dǎo)通條件，產(chǎn)生集電極電流IC。IC流過(guò)T511的③、⑦繞組，因互感效應(yīng)在反饋繞組產(chǎn)生①為正②為負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)反饋支路C514、R519、VD517、R524向開(kāi)關(guān)管V513提供持續(xù)的基極電流，使得IB迅速增大，導(dǎo)致IC增大，這一正反饋過(guò)程促使V513迅速進(jìn)入飽和狀態(tài)，開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)工作。VD517的作用在于加大電源啟動(dòng)時(shí)由正反饋繞組提供給V513的基極電流，加快V513進(jìn)入飽和狀態(tài)。因?yàn)樵陂_(kāi)機(jī)瞬間C517電壓不能突變，可保護(hù)V513防止大電流沖擊損壞，還具有吸收激勵(lì)尖峰電壓的作用。

4.振蕩電路

電源啟動(dòng)后，開(kāi)關(guān)管V513進(jìn)入飽和狀態(tài)，300V直流電壓加在變壓器T511的繞組③、⑦上，反饋繞組①、②感應(yīng)出上正下負(fù)電壓對(duì)電容C514充電，使C514兩端產(chǎn)生上負(fù)下正的電壓，促使C513基極電位下降，開(kāi)關(guān)管V513退出飽和狀態(tài)，V513集電極電流急劇下降，繞組③、⑦和反饋繞組①、②的電壓極性變成上負(fù)下正，強(qiáng)烈正反饋過(guò)程促使V513基極電位進(jìn)一步下降，其集電極電流迅速下降，V513迅速?gòu)娘柡蛯?dǎo)通狀態(tài)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)初級(jí)繞組存儲(chǔ)的磁能開(kāi)始通過(guò)次級(jí)繞組和負(fù)載放電。由于V513截止，C514兩端電壓經(jīng)VD517R519進(jìn)行放電，一定時(shí)間后，在啟動(dòng)電路作用下，最終使開(kāi)關(guān)管V513再次回到初始狀態(tài)，開(kāi)關(guān)電源完成了一個(gè)周期振蕩過(guò)程。如此循環(huán)工作，電源進(jìn)入穩(wěn)定的振蕩過(guò)程。

5.受控振蕩及穩(wěn)壓電路

為了穩(wěn)定開(kāi)關(guān)電源輸出電壓，必須使振蕩處于受控狀態(tài)，受控振蕩主要靠開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路中的誤差取樣電路R561、R562、R563、RP551，誤差放大管V553，光耦VD515及V511、V512等組成。通過(guò)對(duì)130V電壓取樣誤差放大，經(jīng)過(guò)光電耦合器的隔離，由V511、V512管控制電源開(kāi)關(guān)管V513的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)際是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)電源振蕩頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。

6.保護(hù)電路

過(guò)壓保護(hù)電路由VD518、VD519、R523、V512組成，當(dāng)輸入電壓升高，正反饋電壓隨著升高，V519反向擊穿導(dǎo)通，反饋電壓經(jīng)VD518、VD519、R523給V512提供較大的IB，V512飽和導(dǎo)通后對(duì)V513進(jìn)行分流，迫使其截止，電源處于待機(jī)保護(hù)狀態(tài)。

過(guò)流保護(hù)電路由R526、R515、V512組成，當(dāng)開(kāi)關(guān)管V513電流過(guò)大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上升導(dǎo)致其基極電壓升高，因R526、R515串聯(lián)分壓，使V512基極電壓上升而進(jìn)入飽和狀態(tài)，將V513基極和發(fā)射極完全旁路，控制V513在截止?fàn)顟B(tài)，開(kāi)關(guān)電源停止工作，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。

二、開(kāi)關(guān)電源常見(jiàn)故障分析

1.燒保險(xiǎn)絲

產(chǎn)生此故障主要原因是：整流二極管擊穿、大濾波電容擊穿、開(kāi)關(guān)管擊穿、消磁電阻短路、負(fù)載短路等導(dǎo)致電路中電流過(guò)大，一般通過(guò)電阻測(cè)量法查出。

2.輸出電壓全部為0V

輸出電壓全部為0V時(shí)，故障可能在以下電路：?jiǎn)?dòng)回路、開(kāi)/待機(jī)控制電路、保護(hù)電路、振蕩控制電路和整流輸出電路等。在檢修該類(lèi)型故障時(shí)，本著先易后難逐步深入檢測(cè)的原則，細(xì)心觀察電源部分元器件是否有燒毀，變色變味跡象，然后利用萬(wàn)用表檢測(cè)各關(guān)鍵點(diǎn)、關(guān)鍵元件電壓、電流或阻值是否正常。根據(jù)檢修經(jīng)驗(yàn)，出現(xiàn)較多故障有：開(kāi)/待機(jī)控制電路不正常；啟動(dòng)回路的電阻燒斷；保護(hù)或振蕩控制電路的三極管損壞；整流濾波電路的保險(xiǎn)電阻燒斷等。

3.輸出電壓整體偏低

因有電壓輸出，所以啟動(dòng)電路、開(kāi)/待機(jī)控制電路基本正常。該類(lèi)型故障一般由振蕩穩(wěn)壓控制電路不正常造成，在檢修時(shí)，重點(diǎn)檢測(cè)反饋繞組的反饋回路、光耦控制回路和取樣控制回路等部分電路元器件是否有損壞。如電源的穩(wěn)壓二極管、光耦等是最容易損壞的元器件。

4.開(kāi)關(guān)管發(fā)熱，容易燒壞

產(chǎn)生此類(lèi)型故障時(shí)，開(kāi)關(guān)管通常很快燒壞。在開(kāi)關(guān)電源中，開(kāi)關(guān)管是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，發(fā)熱量很小，當(dāng)進(jìn)入放大狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的熱量急劇增大，最終過(guò)流或過(guò)熱損壞。所以針對(duì)此故障應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)振蕩電路。

三、故障檢修實(shí)例

實(shí)例1：

故障現(xiàn)象：開(kāi)機(jī)，工作指示燈不亮，開(kāi)關(guān)電源無(wú)電壓輸出。

分析和檢修：先觀察開(kāi)關(guān)電源的元器件無(wú)燒毀變色變味跡象，接著用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓全部為0V。本著先易后難的原則，直接測(cè)量C507主濾波電容兩端電壓，發(fā)現(xiàn)有約300V，再測(cè)量開(kāi)關(guān)管V513的基極無(wú)負(fù)壓，首先檢測(cè)啟動(dòng)電路。關(guān)機(jī)，電阻法測(cè)量啟動(dòng)電路的各個(gè)元件。在測(cè)量前，先對(duì)主濾波電容進(jìn)行放電，用自制的燈泡負(fù)載對(duì)C507進(jìn)行放電，徹底放完后再檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)R521阻值為2M歐姆，已嚴(yán)重變值，按圖紙參數(shù)更換后，開(kāi)機(jī)，電源輸出全部正常，工作一段時(shí)間后電壓依然保持穩(wěn)定，故障徹底排除。

實(shí)例2：

故障現(xiàn)象：開(kāi)機(jī)，工作指示燈不亮，開(kāi)關(guān)電源無(wú)電壓輸出。

分析和檢修：該機(jī)是因遭受雷擊后才無(wú)法工作，先觀察開(kāi)關(guān)電源的元器件無(wú)燒毀變色變味跡象，測(cè)量C507主濾波電容兩端有約300V的電壓，檢測(cè)啟動(dòng)電路正常，測(cè)量V513基極電壓為0V，初步判斷故障在振蕩控制、穩(wěn)壓控制或者保護(hù)電路。斷開(kāi)負(fù)載，接上燈泡做負(fù)載，通電檢測(cè)V513基極依然沒(méi)有負(fù)壓。斷電，電阻法測(cè)量V513基極對(duì)地阻值為0，存在短路。根據(jù)圖紙分析可知，重點(diǎn)檢測(cè)與基極有關(guān)的元件，檢測(cè)振蕩和反饋電路的元件正常，當(dāng)檢測(cè)V512的C和E極阻值時(shí)發(fā)現(xiàn)為0，拆下認(rèn)真檢測(cè)時(shí)果然其C和E極已擊穿短路。由于V512的C和E極擊穿，造成V513基極電位始終為0V，最終導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源不工作。試用相同參數(shù)的三極管更換，開(kāi)機(jī)，電源指示燈亮，開(kāi)關(guān)電源輸出正常，故障排除。

實(shí)例3：

故障現(xiàn)象：開(kāi)機(jī)，電源瞬間有微弱電壓輸出，但立即變?yōu)?V。

分析和檢修：先觀察開(kāi)關(guān)電源的元器件無(wú)燒毀變色變味跡象，接著用萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)輸出電壓，開(kāi)關(guān)接通一瞬間有電壓輸出，還沒(méi)來(lái)得及看大小立即變?yōu)?V。根據(jù)原理分析，能夠有瞬間輸出，說(shuō)明啟動(dòng)電路基本正常，但電源不能維持振蕩，可能是因?yàn)楸Ｗo(hù)或自身電路出問(wèn)題。把所有負(fù)載斷開(kāi)，接上一燈泡做負(fù)載，通電，故障依舊，不是因?yàn)楸Ｗo(hù)而停振。檢查開(kāi)關(guān)管基極有關(guān)元件，重點(diǎn)檢測(cè)振蕩控制元件，當(dāng)檢測(cè)C514時(shí)發(fā)現(xiàn)其容量偏低，試用相同參數(shù)的新電容更換，再開(kāi)機(jī)時(shí)電源工作一切正常，試機(jī)一段時(shí)間后正常，故障排除。原因是C514已經(jīng)接近開(kāi)路，電源在啟動(dòng)一瞬間有電壓輸出，但不能建立振蕩，所以電壓立即變?yōu)?V。

實(shí)例4：

故障現(xiàn)象：開(kāi)機(jī)后圖像在垂直方向上有S形扭曲。

分析和檢修：先觀察開(kāi)關(guān)電源的元器件無(wú)燒毀變色變味跡象，用萬(wàn)用表檢測(cè)各組輸出電壓值和正常值相差不大。根據(jù)原理分析此類(lèi)故障多數(shù)由電源濾波不良而造成，直接用示波器觀察開(kāi)關(guān)管V513基極波形，發(fā)現(xiàn)除了有正常調(diào)制的脈沖信號(hào)外，還看到低頻脈沖信號(hào)，果然是由于低頻干擾存在紋波而造成圖像S扭曲。關(guān)機(jī)，用電阻法檢測(cè)整流濾波電路和與V513基極有關(guān)的各個(gè)元件。首先檢測(cè)C507、C518主濾波電容，用儀表檢測(cè)C507的容量由原來(lái)的100uF變成60uF，試用一原參數(shù)電容更換，發(fā)現(xiàn)圖像正常，故障排除。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)虹G2136（K）彩電開(kāi)關(guān)電源原理分析和故障檢修，我不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，舉一反三，深刻體會(huì)到“維修”是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的技術(shù)，促使我今后加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)理論的學(xué)習(xí)，進(jìn)而指導(dǎo)實(shí)際檢修操作。

參考文獻(xiàn)

[1]錢(qián)如竹，主編.大屏幕彩色電視機(jī)速修方法與技巧[M].人民郵電出版社，1999，10.

開(kāi)關(guān)電源范文第4篇

【關(guān)鍵詞】開(kāi)關(guān)電源 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

前言

電源是對(duì)公用電網(wǎng)或某種電能進(jìn)行交換和控制，并向各種用電負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電能的供電設(shè)備和動(dòng)力裝置。因此，電源的應(yīng)用十分廣泛，已深入到每個(gè)人的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。

直流電源應(yīng)用很廣泛，尤其在軍事、醫(yī)療和煤礦等領(lǐng)域應(yīng)用更為頻繁。傳統(tǒng)的直流電源往往采用線性電源技術(shù)，但是這種結(jié)構(gòu)形式造成電源整體效率偏低，性能一般，體積較大，重量沉。因此，直流電源傾向于采用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，使得直流電源變得效率高、性能更好、體積小、重量輕。據(jù)業(yè)內(nèi)咨詢機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，在2009年全球開(kāi)關(guān)電源的市場(chǎng)規(guī)模都已達(dá)到160億美元，并隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的快速發(fā)展和提高，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，在整個(gè)電源領(lǐng)域中開(kāi)關(guān)電源所占據(jù)的比重愈來(lái)愈大。

1. 開(kāi)關(guān)電源的現(xiàn)狀

開(kāi)關(guān)電源技術(shù)屬于電力電子技術(shù)，它運(yùn)用功率變換器進(jìn)行電能變換。經(jīng)過(guò)變換的電能，可以滿足各種用電需求。當(dāng)負(fù)載需要高要求的直流供電時(shí)，其供電電源采用開(kāi)關(guān)電源。

開(kāi)關(guān)電源具有功率轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、重量輕等特點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源由于采用大功率開(kāi)關(guān)管的高頻整流技術(shù)，不但可以方便地得到不同等級(jí)的電壓，更重要的是甩掉了體積大、笨重的工頻變壓器及濾波電感電容。在傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源中，由于功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，器件常在高電壓下開(kāi)通，在大電流下關(guān)斷時(shí)，也存在著一些問(wèn)題，如射頻干擾和電磁干擾大、開(kāi)關(guān)損耗大、輸出紋波大、器件的安全工作區(qū)窄、電路對(duì)分布系數(shù)比較敏感等缺點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是功率器件的更新?lián)Q代、功率變換技術(shù)的不斷改進(jìn)、新型電磁材料的不斷使用、控制方法的不斷進(jìn)步以及相關(guān)科學(xué)的不斷融合，開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)正逐步得到克服，射頻干擾和電磁干擾已經(jīng)被抑制在一個(gè)很低的水平上，輸出紋波可以達(dá)到幾毫伏以下。因此，開(kāi)關(guān)電源是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。

2. 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)

開(kāi)關(guān)電源的許多方面的運(yùn)用已經(jīng)趨于成熟，將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是高頻，高可靠性，高性能，低耗，低噪聲，模塊化。文獻(xiàn)介紹了功率的增加必然導(dǎo)致電源內(nèi)部電磁環(huán)境的復(fù)雜，由此所產(chǎn)生的各種電磁干擾對(duì)電源本身和附近的其他電子設(shè)備的正常工作帶來(lái)了嚴(yán)重的影響，即既是干擾源，又是擾者。電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，簡(jiǎn)寫(xiě)EMC）設(shè)計(jì)的目的是使開(kāi)關(guān)電源在預(yù)期的電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)電磁兼容。電磁兼容問(wèn)題已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已有EMC技術(shù)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)雖然在EMC方面工作起步較晚，有關(guān)部門(mén)也正頒布相關(guān)指令，跟上國(guó)際步伐。

開(kāi)關(guān)電源也對(duì)功率器件提出了更高的要求：耐壓高、電流大、導(dǎo)通電阻小，恢復(fù)速度快。由于金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）具有很快的開(kāi)關(guān)速度，因此開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率可以做得更高，重量更輕，功率密度更大，電源體積更小。提高器件耐壓，同時(shí)減小導(dǎo)通電阻仍是今后MOSFET的主要研究方向。開(kāi)關(guān)電源的性能指標(biāo)，如紋波、精度、久沖、過(guò)沖等受到功率鐵氧體材料技術(shù)及功率器件性能的限制，與電源發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距，

開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展方向，高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化，并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。但是高頻化存在一些新的問(wèn)題有待解決，如開(kāi)關(guān)損耗、無(wú)源元件損耗增大、高頻寄生參數(shù)及高頻電磁干擾增大等。

綜上，開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展從來(lái)都是與半導(dǎo)體器件及磁性元件等的發(fā)展休戚相關(guān)。高頻化的實(shí)現(xiàn)，需要相應(yīng)的高速半導(dǎo)體器件和性能優(yōu)良的高頻電磁元件。發(fā)展功率MOSFET等新型高速器件，開(kāi)發(fā)高頻用的低損磁性材料，改進(jìn)磁元件的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法等，對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用。

3. 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新的背景下，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在理論方面將取得更大的突破，其產(chǎn)業(yè)方面也有著廣闊的發(fā)展前景，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也更將趨于可靠、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用。

【參考文獻(xiàn)】

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開(kāi)關(guān)電源范文第5篇

關(guān)鍵詞：交流抗干擾電路；PFC電路；高壓整流濾波；PWM

1引言2計(jì)算機(jī)電源發(fā)展歷程

在計(jì)算機(jī)各部件中最令人注意的就是CPU的頻率、內(nèi)存的大小、硬盤(pán)容量，顯卡的性能等等。而對(duì)于電腦中的一個(gè)重要部件電源．卻往往總會(huì)受到忽略。而事實(shí)上，電腦的許多奇怪癥狀都是由電源引起的。假如我們把計(jì)算機(jī)比作一個(gè)人的話，CPU作為計(jì)算機(jī)的核心部件起著運(yùn)算和控制的作用，它相當(dāng)于我們?nèi)祟?lèi)的大腦；而電源作為計(jì)算機(jī)的動(dòng)力提供者，完全等價(jià)于我們?nèi)祟?lèi)的心臟，其重要之處由此可見(jiàn)。所以有必要了解電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)，熟悉電源的工作原理，才能更好地維護(hù)好計(jì)算機(jī)電源，才能從根本上保障公司各部門(mén)計(jì)算機(jī)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

2計(jì)算機(jī)電源發(fā)展歷程

PC／XT_IBM最先推出個(gè)人PC／XT機(jī)時(shí)制定的標(biāo)準(zhǔn)；AT_也是由IBM早期推出PC／AT機(jī)時(shí)所提出的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時(shí)能夠提供192W的電力供應(yīng)；ATX—Intel公司于1995年提出的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。與AT比較主要變化為：

1、取消了AT電源上必備的電源開(kāi)關(guān)而交由主板進(jìn)行電源開(kāi)關(guān)的控制，增加了一個(gè)待機(jī)電路為電源主電路和主板提供電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)電源喚醒等功能：

2、ATX電源首次引進(jìn)了+3．3V的電壓輸出端，與主板的連接接口上也有了明顯的改進(jìn)：ATX12V——支持P4的ATX標(biāo)準(zhǔn)，是目前的主流標(biāo)準(zhǔn)：ATX12V一1．1：在ATX的基礎(chǔ)之上增加了4pin的+12V輔助供電線(PIO)為P4處理器供電，改變了各路輸出功率分配方式，增強(qiáng)+12V負(fù)載能力；ATX12V一1.3：提高了電源效率，增加了對(duì)SATA的支持。去掉了一5V輸出，增加了+12V的輸出能力；ATX12V一2.0：尚未有產(chǎn)品實(shí)施的最新規(guī)范；電源連接器由20針改為24針，以支持75W的PCIExpress總線．同時(shí)取消輔助電源接口；提供另一路+12V輸出，直接為4Pin接口供電；WTX—ATX電源的加強(qiáng)版本：尺寸上比ATX電源大。供電能力也比比ATX電源強(qiáng)，常用于服務(wù)器和大型電腦；BTX一現(xiàn)有架構(gòu)的終結(jié)者，電源輸出要求、接口等支持ATX12V。

3計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)電源的工作原理

電源是一種能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備，它能將220V的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)需要的低電壓強(qiáng)電流的直流電。首先將高電壓交流電(220V)通過(guò)全橋二極管整流以后成為高電壓的脈沖直流電，再經(jīng)過(guò)電容濾波以后成為高壓直流電。此時(shí)，控制電路控制大功率開(kāi)關(guān)三極管將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器的初級(jí)。接著，把從次級(jí)線圈輸出的降壓后的高頻低壓交流電通過(guò)整流濾波轉(zhuǎn)換為能使電腦工作的低電壓強(qiáng)電流的直流電。其中，控制電路也是必不可少的部分。它能有效的監(jiān)控輸出端的電壓值，并向控制功率開(kāi)關(guān)三極管發(fā)出信號(hào)控制電壓上下調(diào)整的幅度。目前的常見(jiàn)產(chǎn)品主要采用脈沖變壓器耦合型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，它分為交流抗干擾電路、功率因數(shù)校正電路、高壓整流濾波電路、開(kāi)關(guān)電路、低壓整流濾波電路5個(gè)主要部分。

4交流抗干擾電路

為避免電網(wǎng)中的各種干擾信號(hào)影響高頻率、高精度的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)．防止電源開(kāi)關(guān)電路形成高頻擾竄，影響電網(wǎng)中的其他電器等；各種電磁、安規(guī)認(rèn)證都要求開(kāi)關(guān)電源配有抗干擾電路。主要結(jié)構(gòu)為兀型共模、差模濾波電路．由差模扼流電感、差模濾波電容、共模扼流電感、共模濾波電容組成：

5功率因數(shù)校正電路

開(kāi)關(guān)電源傳統(tǒng)的橋式整流、電容濾波電路令整體負(fù)載表現(xiàn)為容性，且使交流輸入電流產(chǎn)生嚴(yán)重的波形畸變，向電網(wǎng)注人大量的高次諧波，功率因數(shù)僅有0．6左右，對(duì)電網(wǎng)和其他電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的諧波污染與干擾。因此，我國(guó)在2003年開(kāi)始實(shí)施的CCC中明確要求計(jì)算機(jī)電源產(chǎn)品帶有功率因數(shù)校正器(PowerFactorCorrector，即PFC)，功率因數(shù)達(dá)到0．7以上。PFC電路分為主動(dòng)式(有源)與被動(dòng)式(無(wú)源)兩種：主動(dòng)式PFC本身就相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)電源．通過(guò)控制芯片驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管對(duì)輸入電流進(jìn)行”調(diào)制”，令其與電壓盡量同步，功率因數(shù)接近于1；同時(shí)．主動(dòng)式PFC控制芯片還能夠提供輔助供電，驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)部其他芯片以及負(fù)擔(dān)+5VSB輸出。主動(dòng)式PFC功率因數(shù)高、+5VSB輸出紋波頻率高、幅度小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，僅在一些高端電源中使用。目前采用主動(dòng)式PFC的計(jì)算機(jī)電源一般采用升壓轉(zhuǎn)換器式設(shè)計(jì)，電路原理圖如下：被動(dòng)式PFC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只是針對(duì)電源的整體負(fù)載特性表現(xiàn)，在交流輸人端．抗干擾電路之后串接了一個(gè)大電感，強(qiáng)制平衡電源的整體負(fù)載特性。被動(dòng)式PFC采用的電感只需適應(yīng)50～60Hz的市電頻率，帶有工頻變壓器常用的硅鋼片鐵芯，而非高頻率開(kāi)關(guān)變壓器所采用的鐵氧體磁芯，從外觀上非常容易分辨。被動(dòng)式PFC效果較主動(dòng)式PFC有一定差距，功率因數(shù)一般為0．8左右；但成本低廉，且無(wú)需對(duì)原有產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行大幅度修改就可以符合CCC要求，是目前主流電源通常采取的方式。

6高壓整流濾波電路

目前的各種開(kāi)關(guān)電源高壓整流基本都采用全橋式二極管整流，將輸人的正弦交流電反向電壓翻轉(zhuǎn)，輸出連續(xù)波峰的“類(lèi)直流”。再經(jīng)過(guò)電容的濾波，就得到了約300V的“高壓直流”。

7開(kāi)關(guān)電路

開(kāi)關(guān)電源的核心部分．主要由精密電壓比較芯片、PWM芯片、開(kāi)關(guān)管、驅(qū)動(dòng)變壓器、主開(kāi)關(guān)變壓器組成。精密電壓比較芯片將直流輸出部分的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較．PWM芯片根據(jù)比較結(jié)果通過(guò)驅(qū)動(dòng)變壓器調(diào)整開(kāi)關(guān)管的占空比，進(jìn)而控制主開(kāi)關(guān)變壓器輸出給直流部分的能量，實(shí)現(xiàn)“穩(wěn)壓”輸出。PWM(PulesWidthModulation)即脈寬調(diào)制電路，其功能是檢測(cè)輸出直流電壓，與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大，控制振蕩器的脈沖寬度，從而控制推挽開(kāi)關(guān)電路以保持輸出電壓的穩(wěn)定，主要由1CTL494及周?chē)M成。使用驅(qū)動(dòng)變壓器的目的是為了隔離高壓(300V)區(qū)與低壓區(qū)(最高12V)，避免開(kāi)關(guān)管擊穿后高壓電可能對(duì)低壓設(shè)備造成的危害，也令PWM芯片無(wú)需接觸高壓信號(hào)，降低了對(duì)元件規(guī)格的要求。

沖變壓器耦合型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源主要的直流(高壓到低壓)轉(zhuǎn)換方式有5種，其中適合作為計(jì)算機(jī)電源使用的主要為推挽式與半橋式，而推挽式多用于小型機(jī)、UPS等，我們常見(jiàn)的電源產(chǎn)品則基本都采用半橋式變換。

8低壓整流濾波電路

經(jīng)過(guò)調(diào)制的高壓直流成為了低壓高頻交流，需要經(jīng)過(guò)再次整流濾波才能得到希望的穩(wěn)定低壓直流輸出。整流手段與高壓整流類(lèi)似，仍是利用二極管的單向?qū)ㄐ再|(zhì)，將反向波形翻轉(zhuǎn)。為了保證濾波后波形的完整性，要求互相配合實(shí)現(xiàn)360。的導(dǎo)通，因此一般采用快速恢復(fù)二極管(主要用于+12V整流)或肖特基二極管(主要用于+5V、+3．3V整流)。濾波仍是采用典型的扼流電感配合濾波電容，不過(guò)此處的電感不僅為了扼制突變電流，更為重要的作用是像高壓濾波部分的電容一樣作為儲(chǔ)能元件，為輸出端提供連續(xù)的能量供應(yīng)。實(shí)際產(chǎn)品中高壓整流濾波電路、開(kāi)關(guān)電路、低壓整流濾波電路是一個(gè)整體，雖然原理與前述基本相同，但元件個(gè)數(shù)、分布方式會(huì)有很大變化。例如采用半橋式電壓變換的電源就有兩個(gè)高壓濾波電容，每一路直流輸出對(duì)應(yīng)兩個(gè)整流管，各負(fù)責(zé)半個(gè)周期的輸出；而采用單端正激式電壓變換的電源則只有一個(gè)高壓濾波電容，每一路直流輸出對(duì)應(yīng)兩個(gè)整流管，工作時(shí)間按照開(kāi)關(guān)管占空比分配。其他較為重要的部分還有輔助供電電路與保護(hù)電路：輔助供電電路一個(gè)小功率的開(kāi)關(guān)電源，交流輸入接通后即開(kāi)始工作。300V直流電被輔助供電開(kāi)關(guān)管調(diào)制成為脈沖電流，通過(guò)輔助供電變壓器輸出二路交流電壓。一路經(jīng)整流、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，輸出為+5VSB，供主板待機(jī)所用；另一路經(jīng)整流濾波，輸出輔助+12V電源，供給電源內(nèi)部的PWM等片工作。主動(dòng)式PFC具有輔助供電的功能，可以提供+5VSB及電源內(nèi)部芯片所需電壓；故采用主動(dòng)式PFC的電源可以省略掉輔助供電部分，只使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)變壓器。

9保護(hù)電路

電源主要的保護(hù)措施有7種：

1、輸入端過(guò)壓保護(hù)：通過(guò)耐壓值為270V的壓敏電阻實(shí)現(xiàn)：

2、輸入端過(guò)流保護(hù)：通過(guò)保險(xiǎn)絲：

3、輸出端過(guò)流保護(hù)：通過(guò)導(dǎo)線反饋，驅(qū)動(dòng)變壓器就會(huì)相應(yīng)動(dòng)作，關(guān)斷電源的輸出；

4、輸出端過(guò)壓保護(hù)：當(dāng)比較器檢測(cè)到的輸出電壓與穩(wěn)壓管兩端的基準(zhǔn)電壓偏差較大時(shí)，就會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整：

5、輸出端過(guò)載保護(hù)：過(guò)載保護(hù)的機(jī)理與過(guò)流保護(hù)一樣，也是通過(guò)控制電路和驅(qū)動(dòng)變壓器進(jìn)行的：

6、輸出端短路保護(hù)：輸出端短路時(shí)，比較器會(huì)偵測(cè)到電流的變化，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)變壓器、關(guān)斷開(kāi)關(guān)管的輸出：

7、溫度控制：通過(guò)溫度探頭檢測(cè)電源內(nèi)部溫度，并智能調(diào)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電源內(nèi)部溫度進(jìn)行控制；

10電源的好壞對(duì)其他部件的影響

CPU對(duì)電壓就非常敏感，電壓稍微高一點(diǎn)就可能燒毀CPU，電壓過(guò)低則無(wú)法啟動(dòng)；而硬盤(pán)在電壓不足時(shí)就無(wú)法正常工作，在電壓波動(dòng)大時(shí)甚至?xí)潅P(pán)片，造成無(wú)法挽救的物理?yè)p害；諸如此類(lèi)，不一而足。在很多情況下，主機(jī)內(nèi)的配件損壞了，用戶只是認(rèn)為是配件本身的質(zhì)量問(wèn)題．而很少考慮可能是電源輸出的低壓直流電電壓不穩(wěn)所造成的。所以，輸出電壓的波動(dòng)范圍就是考查電源質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。目前，一般的電源產(chǎn)品在空載和輕載時(shí)的表現(xiàn)都較好(假冒偽劣產(chǎn)品除外)，而重載測(cè)驗(yàn)才是烈火試真金的真正考驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)