開關(guān)電源電路分析

1、開關(guān)電源電路分析開關(guān)電源是一種電壓轉(zhuǎn)換電路，主要的工作內(nèi)容是升壓和降壓，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品。因為開關(guān)三極管總是工作在 “開” 和“關(guān)” 的狀態(tài)，所以叫開關(guān)電源。開關(guān)電源實質(zhì)就是一個振蕩電路，這種轉(zhuǎn)換電能的方式，不僅應(yīng)用在電源電路，在其它的電路應(yīng)用也很普遍，如液晶顯示器的背光電路、日光燈等。開關(guān)電源與變壓器相比具有效率高、穩(wěn)性好、體積小等優(yōu)點，缺點是功率相對較小，而且會對電路產(chǎn)生高頻干擾，電路復(fù)雜不易維修等。開關(guān)電源一般包括四要素：整流濾波、起動電路、正反饋電路和穩(wěn)壓電路。開關(guān)式穩(wěn)壓電源具有轉(zhuǎn)換效率高、耗電省、穩(wěn)壓范圍寬、體積小和重量輕等特點。為此，在彩色電視機電路中得到廣泛應(yīng)用。電視機的開

2、關(guān)電源有多種形式，但串聯(lián)式脈沖寬度調(diào)制型開關(guān)穩(wěn)壓電源應(yīng)用較為廣泛。下面以此種電路為例來分析。一、工作原理及主要參數(shù)1.電路組成及工作原理串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本形式如圖1所示。圖中,V為開關(guān)管,VD為續(xù)流二極管,L為儲能電感線圈,CL為濾波電容,RL為負(fù)載電阻。圖1 串聯(lián)型開關(guān)電源原理圖其穩(wěn)態(tài)工作過程可作如下分析: 設(shè)開關(guān)管V在T1期間導(dǎo)通,T2期間截止,周期性地變化,則其工作周期為T=T1+T2,見圖457(a)。由于負(fù)載RL端電壓為Uo,所以負(fù)載功率為Po=U2o/RL,負(fù)載電流為Io=Uo/RL。2. 主要參數(shù)及其計算 (1)占空比的確定。當(dāng)開關(guān)電源達(dá)到穩(wěn)態(tài)工作時,電路處于平衡狀態(tài)。開關(guān)

3、管V導(dǎo)通期間的電流增量iL1和截止期間的電流減小量iL2應(yīng)相等,即有:由此得出：(2)平均電流IL及L的確定。由于負(fù)載與電感L是串聯(lián)的,因此電感中的平均電流即為負(fù)載電流Io,故有 當(dāng)Ui和Uo確定后,由式(428)和式(430)、Io也隨之確定。 L的最小值以Lmin表示,則(3)濾波電容CL的確定。L中的電流iL是包含有三角波的脈動電流,因此應(yīng)在負(fù)載RL兩端并聯(lián)CL,以濾除紋波。 一般選取RLCL T即可滿足要求。因一般彩電開關(guān)電源中選取T=64s,負(fù)載端濾波電容一般選200F左右即可。 二、 串聯(lián)式脈寬調(diào)制型開關(guān)電源電路分析取樣、比較放大消磁來自行輸出變壓器的逆程脈沖可控脈寬振蕩濾波整流圖

4、2 開關(guān)電源實用電路該電路由電源整流濾波、開關(guān)調(diào)整級、脈沖整流濾波級、誤差放大和脈寬控制級等組成。各電路構(gòu)成一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。 串聯(lián)式脈寬調(diào)制型開關(guān)電源的基本穩(wěn)壓工作過程如下：電網(wǎng)的交流電壓經(jīng)整流濾波送開關(guān)調(diào)整電路，由其變換為頻率較高的脈沖電壓，此電壓再由整流濾波變?yōu)橹绷鱑o輸出。為了保證輸出Uo穩(wěn)定，系統(tǒng)中加有反饋控制電路，此電路主要由誤差放大器實現(xiàn)，它將輸出Uo和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，提取二者的誤差并進(jìn)行放大返送至開關(guān)調(diào)整電路以改變開關(guān)導(dǎo)通時間，即改變其輸出脈沖寬度，從而保持Uo基本穩(wěn)定。1. 整流濾波電路 220V電網(wǎng)電壓經(jīng)電源開關(guān)S801,保險絲F801,加至互感濾波器T801?；ジ袨V

5、波器的作用是濾除進(jìn)入電網(wǎng)的干擾脈沖,同時也濾除機內(nèi)竄入電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾。 2. 開關(guān)調(diào)整及間歇振蕩電路V1在STR-5412內(nèi)開關(guān)變壓器圖3 開關(guān)調(diào)整電路原理圖3.誤差放大及穩(wěn)壓控制電路 誤差放大器是由厚膜集成電路STR5412中的V3、VD1、R2、R3和R4構(gòu)成,如圖4所示。其中,R2、VD1構(gòu)成基準(zhǔn)電源;R3、R4對輸出電壓進(jìn)行分壓取樣;二者在V3發(fā)射結(jié)進(jìn)行比較,在其集電極輸出放大了的誤差電壓。4. 自動消磁(ADC)電路 地磁和雜散磁場會對彩色顯像管的三條電子束產(chǎn)生附加偏轉(zhuǎn),影響彩色顯像管的色純和會聚。為了消除這種影響,必須加專門的消磁電路來進(jìn)行消磁。串聯(lián)式開關(guān)電源的儲能電感和負(fù)載對于輸

6、入電壓是串聯(lián)連接的，故機芯底盤帶電，在調(diào)試和維修時需加接1：1隔離變壓器。三、開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動向 開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(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，推動了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。 開關(guān)電源四、開關(guān)電源用途開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、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)體制冷制熱等領(lǐng)域。五、總結(jié) 通過幾個月的電視原理與現(xiàn)代電視系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，我們不僅了解了這一門學(xué)科，掌握了關(guān)于電視機原理與電視維修