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1、第29講開關(guān)電源2.2.8 2.2.8 開關(guān)穩(wěn)壓電源開關(guān)穩(wěn)壓電源 案例:案例: 現(xiàn)象現(xiàn)象: :電視機有時出現(xiàn)三無電視機有時出現(xiàn)三無; ;不能遙控開不能遙控開/ /關(guān)機等故障。關(guān)機等故障。 原因原因: :引起這類故障的原因有可能是開關(guān)電源出故障。引起這類故障的原因有可能是開關(guān)電源出故障。 任務(wù):本節(jié)主要介紹開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)原理、電路中各個任務(wù):本節(jié)主要介紹開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)原理、電路中各個元件的作用。元件的作用。(2)兩種常見電源:)兩種常見電源: 串聯(lián)穩(wěn)壓電源:具有自身功耗大、頻率低、機內(nèi)溫升高、串聯(lián)穩(wěn)壓電源:具有自身功耗大、頻率低、機內(nèi)溫升高、體積大、效率低等缺點,而且穩(wěn)壓范圍窄,用在要求不高的體
2、積大、效率低等缺點,而且穩(wěn)壓范圍窄,用在要求不高的設(shè)備中。(黑白電視中采用)設(shè)備中。(黑白電視中采用) 開關(guān)電源:它是將開關(guān)電源:它是將50Hz交流電壓直接變換成直流電壓后,交流電壓直接變換成直流電壓后,由脈沖振蕩器將直流電壓變換成高頻脈沖,再經(jīng)變壓、整流、由脈沖振蕩器將直流電壓變換成高頻脈沖,再經(jīng)變壓、整流、濾波后,得到所需的多路直流電壓。濾波后,得到所需的多路直流電壓。(1)電源電路作用:向各部分電路提供工作所需直流電壓)電源電路作用:向各部分電路提供工作所需直流電壓 。1、概述:、概述:220v/50HzVo電源變壓 器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路2 2、開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點、開關(guān)穩(wěn)壓電源的特
3、點 3 3、開關(guān)電源的組成、開關(guān)電源的組成(1 1)功耗小、效率高:其效率通??蛇_)功耗小、效率高:其效率通常可達80%80%90%90%左右;左右;(2 2)穩(wěn)壓范圍寬:穩(wěn)壓范圍在)穩(wěn)壓范圍寬:穩(wěn)壓范圍在130130260V260V之間變化;之間變化;(3 3)濾波電容容量?。洪_關(guān)電源的工作頻率為行振蕩頻率;)濾波電容容量小:開關(guān)電源的工作頻率為行振蕩頻率;(4 4)重量輕、體積?。菏∪チ梭w積龐大的電源變壓器;)重量輕、體積?。菏∪チ梭w積龐大的電源變壓器;(5 5)機內(nèi)溫升低:因晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)。)機內(nèi)溫升低:因晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)。4、開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類、開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類 (1)按開
4、關(guān)晶體管的連接方式分有串聯(lián)式、并聯(lián)式、變)按開關(guān)晶體管的連接方式分有串聯(lián)式、并聯(lián)式、變壓器式三種。壓器式三種。 串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源:串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源: RL開關(guān)管220V高頻儲能整流濾波脈沖振蕩脈沖控制低頻整流濾波取樣電路基準電壓誤差放大+300V并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源:并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源: RL開關(guān)管220V高頻儲能整流濾波脈沖振蕩脈沖控制低頻整流濾波取樣電路基準電壓誤差放大+300V220VRL開關(guān)管整流濾波脈沖振蕩脈沖控制低頻整流濾波取樣電路基準電壓誤差放大+300V脈沖變壓器耦合并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源:脈沖變壓器耦合并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源: (2)按開關(guān)電源的穩(wěn)壓控制方式分類:)按開關(guān)電源的穩(wěn)壓
5、控制方式分類: 脈沖寬度控制式:保持開關(guān)脈沖的頻率不變,通過改變脈沖寬度控制式:保持開關(guān)脈沖的頻率不變,通過改變開關(guān)管導(dǎo)通時間開關(guān)管導(dǎo)通時間Ton的方式來調(diào)節(jié)輸出電壓達到穩(wěn)壓。的方式來調(diào)節(jié)輸出電壓達到穩(wěn)壓。(3)按開關(guān)電源激勵方式分類)按開關(guān)電源激勵方式分類: 它激控制式:需附加一個振蕩器來產(chǎn)生開關(guān)脈沖。開關(guān)它激控制式:需附加一個振蕩器來產(chǎn)生開關(guān)脈沖。開關(guān)脈沖作用于開關(guān)管使電源電路有輸出,待電視機正常工作后可脈沖作用于開關(guān)管使電源電路有輸出,待電視機正常工作后可由行頻脈沖作為開關(guān)脈沖,振蕩器就可以停振。由行頻脈沖作為開關(guān)脈沖,振蕩器就可以停振。 自激控制式:自激式電路是利用開關(guān)管、脈沖變壓器等
6、自激控制式:自激式電路是利用開關(guān)管、脈沖變壓器等構(gòu)成正反饋環(huán)路形成自激振蕩,使開關(guān)穩(wěn)壓電源有電壓輸出,構(gòu)成正反饋環(huán)路形成自激振蕩,使開關(guān)穩(wěn)壓電源有電壓輸出,電視機正常工作時自激振蕩受行頻脈沖的同步,解決了開關(guān)電電視機正常工作時自激振蕩受行頻脈沖的同步,解決了開關(guān)電源的獨立工作能力。源的獨立工作能力。 頻率控制:通過控制開關(guān)脈沖頻率(周期),相應(yīng)調(diào)節(jié)頻率控制:通過控制開關(guān)脈沖頻率(周期),相應(yīng)調(diào)節(jié)脈沖占空比使輸出電壓達到穩(wěn)定。脈沖占空比使輸出電壓達到穩(wěn)定。 圖中:圖中:V為開關(guān)管(調(diào)整管);為開關(guān)管(調(diào)整管); T是脈沖變壓器(又稱儲能變壓器或開關(guān)變壓器);是脈沖變壓器(又稱儲能變壓器或開關(guān)變壓
7、器); VD是脈沖整流二極管(又稱續(xù)流二極管);是脈沖整流二極管(又稱續(xù)流二極管); C是濾波電容,也有儲能作用;是濾波電容,也有儲能作用; RL為電源的負載。為電源的負載。 5、開關(guān)電源的基本工作原理、開關(guān)電源的基本工作原理 下面以變壓器并聯(lián)自激調(diào)寬式穩(wěn)壓電源為例說明開關(guān)電源下面以變壓器并聯(lián)自激調(diào)寬式穩(wěn)壓電源為例說明開關(guān)電源的原理:的原理:1)工作原理:)工作原理:正脈沖正脈沖TOn到來時到來時:可見可見:TOn越寬,越寬,V導(dǎo)通時間越長,則導(dǎo)通時間越長,則i1越大,越大,T 儲能越多。儲能越多。V飽和飽和形成電流形成電流i1L2中產(chǎn)生上下中產(chǎn)生上下+的感應(yīng)動勢的感應(yīng)動勢VD截止。截止。L1
8、中產(chǎn)生上中產(chǎn)生上+下下的感應(yīng)電動勢的感應(yīng)電動勢tLVi1i1=其中:其中: 當正脈沖再一次輸入開關(guān)管基極時,開關(guān)管又一次當正脈沖再一次輸入開關(guān)管基極時,開關(guān)管又一次飽和導(dǎo)通,二極管飽和導(dǎo)通,二極管VD又截止,負載所需要的電流由電容器又截止,負載所需要的電流由電容器放電來供給。放電來供給。 負脈沖時負脈沖時:V截止截止i1約零約零L2中產(chǎn)生上下的感應(yīng)電動勢中產(chǎn)生上下的感應(yīng)電動勢VD導(dǎo)通導(dǎo)通i2向向C充電,并為充電,并為RL提供直流電壓提供直流電壓Vo。L1中產(chǎn)生上下的感應(yīng)電動勢中產(chǎn)生上下的感應(yīng)電動勢 由經(jīng)上分析可知,輸出電壓由經(jīng)上分析可知,輸出電壓VO與輸出入電壓與輸出入電壓Vi之間的之間的關(guān)系
9、如下:關(guān)系如下:ioon12VTTnnV 上式說明,輸出電壓上式說明,輸出電壓UO與輸入電壓與輸入電壓Ui成正比,與變成正比,與變壓器匝數(shù)比成正比,與開關(guān)脈沖占空比壓器匝數(shù)比成正比,與開關(guān)脈沖占空比Ton/T成正比。成正比。 調(diào)寬型開關(guān)穩(wěn)壓電源受行頻同步,即周期調(diào)寬型開關(guān)穩(wěn)壓電源受行頻同步,即周期T為為64s,是固定不變的,輸出電壓,是固定不變的,輸出電壓UO通過控制通過控制Ton/T比值比值(實際調(diào)整(實際調(diào)整Ton)來實現(xiàn),即控制脈寬來調(diào)節(jié),達到穩(wěn))來實現(xiàn),即控制脈寬來調(diào)節(jié),達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。定輸出電壓的目的。2)穩(wěn)壓原理:)穩(wěn)壓原理: 當當Vo 同理,可分析同理,可分析Vo的情況。的情況。Vx(Vz不變不變)VpVb的脈寬的脈寬VoTr與與C中的儲能中的儲能V導(dǎo)通時間導(dǎo)通時間下面分析穩(wěn)壓過程:下面分析穩(wěn)壓過程:6 6、開關(guān)電源常見故障、開關(guān)電源常見故障 (1 1)無光柵,無伴音;)無光柵,無伴音; (2 2)不能遙控開)不能遙控開/ /關(guān)機;關(guān)機; (3 3)光柵上水平亮線滾動或圖像有嚴重的橫)光柵上水平亮線滾動或圖像有嚴重的橫條干擾;條干擾; (4
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