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          開關(guān)電源十大廠商盤點(diǎn)及技術(shù)原理解析

          作者: 時(shí)間:2017-10-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,產(chǎn)品廣泛應(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,視聽產(chǎn)品,安防,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。今天著重給大家介紹一下圍繞大家日常生活涉及到的內(nèi)容:品牌排行以及開關(guān)電源原理和設(shè)計(jì),希望對(duì)大家有所幫助。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/367001.htm

            開關(guān)電源十大品牌

            1、TCL-羅格朗 (中國(guó)馳名商標(biāo),TCL-羅格朗國(guó)際電工(惠州)有限公司)。

            2、西蒙Simon開關(guān)插座 (Simtone江蘇西蒙奇通電器有限公司)。

            3、西門子Siemens (始于1847年德國(guó),全球最大的電氣和電子公司)。

            4、飛雕開關(guān)插座 (中國(guó)馳名商標(biāo),開關(guān)行業(yè)唯一標(biāo)志性品牌,飛雕電器集團(tuán)有限公司)。

            5、霍尼韋爾-朗能Lonon (廣東名牌,霍尼韋爾朗能電器系統(tǒng)技術(shù)(廣東)有限公司)。

            6、鴻雁開關(guān)插座 (中國(guó)馳名商標(biāo),普天·杭州鴻雁電器有限公司)。

            7、奇勝Clipsal (1920年創(chuàng)立于澳大利亞,全球著名的電工品牌)。

            8、松下Panasonic (中國(guó)馳名商標(biāo),日本松下電器(中國(guó))有限公司)。

            9、梅蘭日蘭Merlin Gerin (施耐德電氣旗下全球配電領(lǐng)域首選品牌之一,天津梅蘭日蘭電氣集團(tuán))。

            10、松本SOBEN (廣東著名商標(biāo),松本電工實(shí)業(yè)有限公司)。

            

            開關(guān)電源品牌之開關(guān)電源設(shè)計(jì)

            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?yàn)殚_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(shí)質(zhì)就是一個(gè)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(diǎn),缺點(diǎn)是功率相對(duì)較小,而且會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生高頻干擾,變壓器反饋式振蕩電路,能產(chǎn)生有規(guī)律的脈沖電流或電壓的電路叫振蕩電路,變壓器反饋式振蕩電路就是能滿足這種條件的電路。

            

            開關(guān)電源品牌之工作原理

            開關(guān)式接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種,在實(shí)際的應(yīng)用中,調(diào)寬式使用得較多,在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中,絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。因此下面就主要介紹調(diào)寬式開關(guān)。

            對(duì)于單極性矩形脈沖來說,其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度,脈沖越寬,其直流平均電壓值就越高。直流平均電壓U。可由公式計(jì)算,即Uo=Um×T1/T式中Um為矩形脈沖最大電壓值;T為矩形脈沖周期;T1為矩形脈沖寬度。

            從上式可以看出,當(dāng)Um 與T 不變時(shí),直流平均電壓Uo 將與脈沖寬度T1 成正比。這樣,只要我們?cè)O(shè)法使脈沖寬度隨輸出電壓的增高而變窄,就可以達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。

            開關(guān)電源品牌之開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理電路

            1、基本電路

            交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后,變成含有一定脈動(dòng)成份的直流電壓,該電壓進(jìn)人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波,最后再將這個(gè)方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>

            控制電路為一脈沖寬度調(diào)制器,它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制及基準(zhǔn)電壓等電路構(gòu)成。這部分電路目前已集成化,制成了各種開關(guān)電源用集成電路。控制電路用來調(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時(shí)間比例,以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

            

            2、單端反激式開關(guān)電源

            單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激,是指當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時(shí),高頻變壓器T初級(jí)繞組的感應(yīng)電壓為上正下負(fù),整流二極管VD1處于截止?fàn)顟B(tài),在初級(jí)繞組中儲(chǔ)存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí),變壓器T初級(jí)繞組中存儲(chǔ)的能量,通過次級(jí)繞組及VD1 整流和電容C濾波后向負(fù)載輸出。

            單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路,輸出功率為20-100W,可以同時(shí)輸出不同的電壓,且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點(diǎn)是輸出的紋波電壓較大,外特性差,適用于相對(duì)固定的負(fù)載。

            單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍,工作頻率在20-200kHz之間。

            3、單端正激式開關(guān)電源

            單端正激式開關(guān)電源的典型電路如圖四所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似,但工作情形不同。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),VD2也導(dǎo)通,這時(shí)電網(wǎng)向負(fù)載傳送能量,濾波電感L儲(chǔ)存能量;當(dāng)開 關(guān)管VT1截止時(shí),電感L通過續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負(fù)載釋放能量。

            在電路中還設(shè)有鉗位線圈與二極管VD2,它可以將開關(guān)管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復(fù)位條件,即磁通建立和復(fù)位時(shí)間應(yīng)相等,所以電路中脈沖的占空比不能大于50%。由于這種電路在開關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),通過變壓器向負(fù)載傳送能量,所以輸出功率范圍大,可輸出50-200 W的功率。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積也較大,正因?yàn)檫@個(gè)原因,這種電路的實(shí)際應(yīng)用較少。

            

            4、自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源

            自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路如圖五所示。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關(guān)電源,也是目前廣泛使用的基本電源之一。

            當(dāng)接入電源后在R1給開關(guān)管VT1提供啟動(dòng)電流,使VT1開始導(dǎo)通,其集電極電流Ic在L1中線性增長(zhǎng),在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為正,發(fā)射極為負(fù)的正反饋電壓,使VT1 很快飽和。與此同時(shí),感應(yīng)電壓給C1充電,隨著C1充電電壓的增高,VT1基極電位逐漸變低,致使VT1退出飽和區(qū),Ic 開始減小,在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為負(fù)、發(fā)射極為正的電壓,使VT1 迅速截止,這時(shí)二極管VD1導(dǎo)通,高頻變壓器T初級(jí)繞組中的儲(chǔ)能釋放給負(fù)載。在VT1截止時(shí),L2中沒有感應(yīng)電壓,直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電,逐漸提高VT1基極電位,使其重新導(dǎo)通,再次翻轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài),電路就這樣重復(fù)振蕩下去。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣,由變壓器T的次級(jí)繞組向負(fù)載輸出所需要的電壓。

            自激式開關(guān)電源中的開關(guān)管起著開關(guān)及振蕩的雙重作從,也省去了控制電路。電路中由于負(fù)載位于變壓器的次級(jí)且工作在反激狀態(tài),具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點(diǎn)。這種電路不僅適用于大功率電源,亦適用于小功率電源。

            5、推挽式開關(guān)電源

            推挽式開關(guān)電源的典型電路如圖六所示。它屬于雙端式變換電路,高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。電路使用兩個(gè)開關(guān)管VT1和VT2,兩個(gè)開關(guān)管在外激勵(lì)方波信號(hào)的控制下交替的導(dǎo)通與截止,在變壓器T次級(jí)統(tǒng)組得到方波電壓,經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>

            這種電路的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)開關(guān)管容易驅(qū)動(dòng),主要缺點(diǎn)是開關(guān)管的耐壓要達(dá)到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大,一般在100-500 W范圍內(nèi)。

            6、降壓式開關(guān)電源

            降壓式開關(guān)電源的典型電路如圖七所示。當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時(shí),二極管VD1 截止,輸人的整流電壓經(jīng)VT1和L向C充電,這一電流使電感L中的儲(chǔ)能增加。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí),電感L感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓,經(jīng)負(fù)載RL和續(xù)流二極管 VD1釋放電感L中存儲(chǔ)的能量,維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。

            這種電路使用元件少,它同下面介紹的另外兩種電路一樣,只需要利用電感、電容和二極管即可實(shí)現(xiàn)。

            

            7、升壓式開關(guān)電源

            升壓式開關(guān)電源的穩(wěn)壓電路如圖八所示。當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí),電感L儲(chǔ)存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1 截止時(shí),電感L感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓,該電壓疊加在輸人電壓上,經(jīng)二極管VD1向負(fù)載供電,使輸出電壓大于輸人電壓,形成升壓式開關(guān)電源。

            8、反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源

            反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源的典型電路如圖九所示。這種電路又稱為升降壓式開關(guān)電源。無論開關(guān)管VT1之前的脈動(dòng)直流電壓高于或低于輸出端的穩(wěn)定電壓,電路均能正常工作。

            當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí),電感L 儲(chǔ)存能量,二極管VD1 截止,負(fù)載RL靠電容C上次的充電電荷供電。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí),電感L中的電流繼續(xù)流通,并感應(yīng)出上負(fù)下正的電壓,經(jīng)二極管VD1向負(fù)載供電,同時(shí)給電容C充電。

            開關(guān)電源品牌之維修步驟

            1、修理開關(guān)電源時(shí),首先用萬用表檢測(cè)各功率部件是否擊穿短路,如電源整流橋堆,開關(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、在開關(guān)電源維修實(shí)踐中,有許多開關(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VC,PWM組件無法工作,需更換與原來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)候由于外圍電路故障,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,VR從0V變?yōu)?5V,PWM組件正常工作,輸出電壓均正常。

            5、當(dāng)濾波電容上無380VDC左右電壓時(shí),說明PFC電路沒有正常工作,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)功率開關(guān)管G極無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)沒有送到場(chǎng)效應(yīng)管G極。將V0端與板上焊點(diǎn)焊好,用萬用表測(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)與外圍相連的有關(guān)電路。

            總之,開關(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)行開關(guān)電源的維修,就能迅速地排除開關(guān)電源故障,達(dá)到事半功倍的效果。



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