開關電源電路分析

1、開關電源電路分析開關電源是一種電壓轉換電路，主要的工作內容是升壓和降壓，廣泛應用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品。因為開關三極管總是工作在 “開” 和“關” 的狀態(tài)，所以叫開關電源。開關電源實質就是一個振蕩電路，這種轉換電能的方式，不僅應用在電源電路，在其它的電路應用也很普遍，如液晶顯示器的背光電路、日光燈等。開關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，電路復雜不易維修等。開關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。開關式穩(wěn)壓電源具有轉換效率高、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用。電視機的開

2、關電源有多種形式，但串聯(lián)式脈沖寬度調制型開關穩(wěn)壓電源應用較為廣泛。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)型開關穩(wěn)壓電源的基本形式如圖1所示。圖中,V為開關管,VD為續(xù)流二極管,L為儲能電感線圈,CL為濾波電容,RL為負載電阻。圖1 串聯(lián)型開關電源原理圖其穩(wěn)態(tài)工作過程可作如下分析: 設開關管V在T1期間導通,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)。由于負載RL端電壓為Uo,所以負載功率為Po=U2o/RL,負載電流為Io=Uo/RL。2. 主要參數(shù)及其計算 (1)占空比的確定。當開關電源達到穩(wěn)態(tài)工作時,電路處于平衡狀態(tài)。開關

3、管V導通期間的電流增量iL1和截止期間的電流減小量iL2應相等,即有:由此得出：(2)平均電流IL及L的確定。由于負載與電感L是串聯(lián)的,因此電感中的平均電流即為負載電流Io,故有 當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,因此應在負載RL兩端并聯(lián)CL,以濾除紋波。 一般選取RLCL T即可滿足要求。因一般彩電開關電源中選取T=64s,負載端濾波電容一般選200F左右即可。 二、 串聯(lián)式脈寬調制型開關電源電路分析取樣、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 開關電源實用電路該電路由電源整流濾波、開關調整級、脈沖整流濾波級、誤差放大和脈寬控制級等組成。各電路構成一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。 串聯(lián)式脈寬調制型開關電源的基本穩(wěn)壓工作過程如下：電網(wǎng)的交流電壓經(jīng)整流濾波送開關調整電路，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和基準電壓進行比較，提取二者的誤差并進行放大返送至開關調整電路以改變開關導通時間，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S801,保險絲F801,加至互感濾波器T801。互感濾

5、波器的作用是濾除進入電網(wǎng)的干擾脈沖,同時也濾除機內竄入電網(wǎng)的傳導干擾。 2. 開關調整及間歇振蕩電路V1在STR-5412內開關變壓器圖3 開關調整電路原理圖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構成,如圖4所示。其中,R2、VD1構成基準電源;R3、R4對輸出電壓進行分壓取樣;二者在V3發(fā)射結進行比較,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,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行消磁。串聯(lián)式開關電源的儲能電感和負載對于輸

6、入電壓是串聯(lián)連接的，故機芯底盤帶電，在調試和維修時需加接1：1隔離變壓器。三、開關電源技術的發(fā)展動向 開關電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。開關電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了高新技術產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關電源的發(fā)展與應用在節(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。 開關電源四、開關電源用途開關電源產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫(yī)療設備、半導體制冷制熱等領域。五、總結 通過幾個月的電視原理與現(xiàn)代電視系統(tǒng)的學習，我們不僅了解了這一門學科，掌握了關于電視機原理與電視維修