開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關電源技術也在不斷地創(chuàng)新。目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。
開關電源的工作過程相當容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態(tài),在這兩種狀態(tài)中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導通時,電壓低,電流大;關斷時,電壓高,電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產(chǎn)生的損耗。
與線性電源相比,PWM開關電源更為有效的工作過程是通過“斬波”,即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。
開關電源伯特圖脈沖的占空比由開關電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。
控制器的主要目的是保持輸出電壓穩(wěn)定,其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器,可以設計成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于,誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。
人們在開關電源技術領域是邊開發(fā)相關電力電子器件,邊開發(fā)開關變頻技術,兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類。
微型低功率開關電源
開關電源正在走向大眾化,微型化。開關電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應用,低功率微型開關電源的應用要首先體現(xiàn)在,數(shù)顯表、智能電表、手機充電器等方面?,F(xiàn)階段國家在大力推廣智能電網(wǎng)建設,對電能表的要求大幅提高,開關電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應用。
反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關電源
反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關電源與一般串聯(lián)式開關電源的區(qū)別是,這種反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關電源輸出的電壓是負電壓,正好與一般串聯(lián)式開關電源輸出的正電壓極性相反;并且由于儲能電感L只在開關K關斷時才向負載輸出電流,因此,在相同條件下,反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開關電源輸出的電流比串聯(lián)式開關電源輸出的電流小一倍。
開關電源的維修可分為兩步進行:斷電情況下,“看、聞、問、量”
看:打開電源的外殼,檢查保險絲是否熔斷,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,則應重點檢查此處元件及相關電路元件。資產(chǎn)管理
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:問一下電源損壞的經(jīng)過,是否對電源進行違規(guī)操作。
量:沒通電前,用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起 振或開關管開路引起的故障,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。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電 容器充電情況,電阻值不應過低,否則電源內(nèi)部可能存在短路。電容器應能充放電。脫開負載,分別測量各組輸出端的對地電阻,正常時,表針應有電容器充放電擺 動,最后指示的應為該路的泄放電阻的阻值。
測量高頻變壓器次級線圈有無輸出,若無應重點查開關管是否損壞,是否起振,保護電路是否動作等,若有則應重點檢查各輸出側(cè)的整流二極管、濾波電容、三通穩(wěn)壓管等。