開關電源工作原理范文

導語：如何才能寫好一篇開關電源工作原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

開關K 以一定的頻率重復的接通或斷開。在開關K 接通時，輸入電源通過開關K 和濾波電路向負載提供能量；當開關K斷開時，輸入電源便中斷了能量的供給。開關電源的示意圖如圖2-1所示。

為了使負載能夠得到連續的能量，開關電源就必須有一套儲能裝置，以便在開關K 接通時將一部分能量儲存起來，當開關K 斷開后再將儲存的能量提供給負載。圖2-1中的電感L、電容C和二級管D 組成的電路就具有這樣的功能。當開關K 接通時，電感L 用以儲存能量，開關K 斷開時，儲存在電感L中的能量通過二級管D 釋放給負載，從而使負載得到連續而又穩定的能量。

當電子開關K按一定的頻率開關時，導通時間越長，輸出電壓越高；導通時間越短，輸出電壓越低。通常，開關電源就是這樣在開關頻率一定的情況下，通過調整開關時間的長短。控制輸出電壓的高低。目前，也有的開關電源采用開關時間長短恒定，通過改變開關頻率來改變輸出電壓的高低。

圖2-1 開關電源示意圖

開關電源的形式有很多種，其中尤其以脈沖寬度調制型（PWM）最為盛行，現在就以此種形式的開關電源介紹以下開關電源的工作原理。

采用PWM技術的開關電源原理機構如圖2-2所示，從電網將能量傳遞給負載的回路稱為主回路，其余稱為控制回路。

工頻電網交流電壓經過輸入整流濾波電路，得到高波紋未調直流電壓，在經功率轉換電路，變換成符合要求的矩形波脈動電壓，最后經過整流濾波電路將其平滑成連續的低波紋直流電壓。

圖2-2 PWM方式開關電源框圖

控制回路在提供高壓開關T管基極驅動脈沖的同時，需要完成輸出電壓穩壓的控制，而且還必須能對電源或負載提供保護。它通常由檢測比較放大電路、電壓-脈沖寬度轉換電路（V/W電路）、時鐘震蕩電路，以及自用電壓源等基本電路構成。

對于PWM方式而言，將頻率固定的震蕩源稱為時鐘震蕩器，這種電源利用檢測電路反映輸出電壓值，通過和給定參考電壓比較并產生誤差信號，在經過V/W電路調制脈沖寬度——調節輸出電壓。例如，由于某種原因（負載電流減小或電網電壓上升）使高頻變壓器副邊輸出電壓的平均值增大，電源輸出電壓也將隨之提高，反饋檢測電路將提高了輸出電壓和基準電壓進行比較，并產生負積極性的誤差電壓，V/W電路根據該誤差電壓及時減小輸出脈寬，這樣使輸出電壓平均值減小，接近原來的數值，從而實現穩壓的作用。

開關電源的分類

在電子技術和應用飛速發展的今天, 對電子儀器和設備的要求是, 在性能上更加安全可靠, 在功能上不斷增加, 在使用上自動化程度要越來越高, 在體積上日趨小型化。這使采用具有眾多優點的開關電源就顯得更加重要。所以, 開關電源在計算機、通信、航天、彩電等方面都得到了越來越廣泛的應用, 發揮了巨大的作用, 這大大促進了開關電源的發展, 從事這方面研究和生產的人員也在不斷地增加, 開關電源的品種和類型也越來越多。常見的開關電源的分類方法有下列幾種:

1.按激勵方式劃分 分為他激式和自激式。他激式開關電源電路中專設激勵信號振蕩器；自激式開關功率管兼作振蕩管。該形式的開關電源電路結構簡單, 元器件少, 可以做成低成本的開關電源。

2.按調制方式劃分 分為脈寬調制型、頻率調整型和混合調整型。脈寬調制型保持振蕩頻率保持不變, 通過調節脈沖寬度來改變輸出電壓的大小；頻率調整型保持占空比保持不變(脈沖寬度保持不變) , 通過改變振蕩頻率來改變輸出電壓大小；混合調整型是脈沖寬度和振蕩頻率均可進行調節的開關電源。

3．按開關管電流的工作方式劃分 分開關型和諧振型。開關型用開關晶體管把直流變成高頻標準方波, 其電路形式類似于他激式；諧振型用開關晶體管與LC諧振回路將直流變成標準正弦波, 其電路形式類似于自激式開關電源。

4．按開關晶體管的類型劃分 分為晶體管型和可控硅型。晶體管型采用晶體管(包括場效應管)作為開關功率管；可控硅型采用可控硅作為開關功率管。這種電路的特點是直接輸入交流電壓, 不需要一次整流部分。

5．按儲能電感與負載的連接方式劃分 分串聯型和并聯型。串聯型儲能電感串聯在輸入與輸出電壓之間；并聯型儲能電感并聯在輸入與輸出電壓之間。

6．按晶體管的連接方法劃分 分為單端式、推挽式、半橋式和全橋式。單端式僅使用一個晶體管作為電路中的開關管。這種電路的特點是價格低、電路結構簡單, 但輸出功率不能提高；推挽式使用兩個功率開關管, 將其連接成推挽功率放大器的形式。這種電路的特點是可以工作在電源電壓較低的場合, 一般逆變器多采用這種形式的電路, 但它的缺點是開關變壓器的初級必須具有中心抽頭；半橋式使用兩個功率開關管, 將其連接成半橋形式。它的特點是適應于輸入電壓較高的場合；全橋式使用四個功率開關管,將其連接成全橋的形式。它的特點是輸出功率較大。

7．按電路結構劃分 分為散件式和集成電路式。散件式整個開關電源電路都是采用分立式元器件組成的。這種電路的缺點是電路結構較為復雜；集成電路式整個開關電源電路或電路的一部分是由集成電路組成的。這種集成電路通常被稱為厚膜電路,有的厚膜集成電路中包括功率開關管, 有的則不包括。這種形式的電源的特點是電路結構簡單、調試方便、可靠性高。這種電路被廣泛地應用于彩色電視中。

以上五花八門的開關電源品種都是站在不同的角度, 以開關電源不同的特點命名和劃分的。不論是激勵方法、輸出直流電壓的調節手段、儲能電感的連接方法、功率開關管的器件種類以及串并聯結構, 還是其他的電路形式,它們最后總可以歸結為串聯型和并聯型開關電源這兩大類[4]。

開關電源優缺點

開關電源的優點

1．功耗小、效率高 開關電源結構原理方框圖中的晶體管在激勵信號的驅動下,其工作狀態處于導通—截止和截止—導通的開關狀態,轉換速度很快, 頻率一般為50kHz左右。在一些技術先進的國家, 可以做到幾百或者上千kHz。晶體管V飽和導通時,雖然電流較大,但管壓降很小;截止斷開時, 雖然管壓降很大,但通過的電流幾乎為零。這就使得開關晶體管V 在其整個工作過程中的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高。

2．體積小、重量輕 沒有了笨重的工頻降壓變壓器。由于調整管上的耗散功率大幅度地降低, 因而省去了體積和重量都較大的散熱片。由于這兩方面的原因, 故開關電源的體積小、重量輕。

3．穩壓范圍寬 開關電源的輸出電壓是通過激勵信號的占空比來調節的, 輸入電壓的波動變化, 可以通過改變占空比的方式來進行補償, 這樣在輸入電壓變化或波動較大時, 它仍能保證有較穩定的輸出電壓。所以, 開關電源的穩壓范圍很寬, 穩壓效果較好。此外,改變占空比的方法有脈寬調制型、頻率調制型和混合調制型三種。這樣開關電源不僅具有穩壓范圍寬的優點, 而且實現穩壓的方法也較多較靈活,設計人員可以根據實際應用的需要和要求, 靈活選用各種形式的穩壓方法。

4．濾波效率高,不需要較大容量的濾波電容 開關電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz 左右, 是線性電源的1000倍, 這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。就是采 用半波整流后加電容濾波, 效率也提高了500倍。在相同波紋輸出電壓的要求下,采用開關電源時, 濾波電容的容量只是線性電源中濾波電容容量的1/500～1/1000。濾波電容容量

減小以后, 整個電源的體積和重量也相應地有所減小。

5．電路形式靈活多樣 例如：有自激式和他激式；有調寬型和調頻型; 有單端式和雙端式; 有開關元件為晶體管式和開關元件為可控硅式等等。設計者可以發揮各種類型電路的特長, 設計出能滿足各種不同應用場合的開關電源。

開關電源的缺點

開關電源最為突出的缺點就是開關干擾較為嚴重。開關電源中的開關功率管是工作在開關狀態下, 它產生的交流電壓和電流會通過電路中的其他元器件產生尖峰干擾和諧振干擾, 這些干擾如果不采取一定的措施進行抑制、消除、屏蔽和隔離,就會嚴重地影響整機的正常工作。此外, 由于開關電源中沒有了工頻降壓變壓器的隔離, 振蕩器所產生的高頻干擾如果不加以消除, 就會串入工頻電網, 使附近的其他電子儀器、設備和家用電器受到嚴重的干擾。

目前,由于國內微電子技術、阻容器件生產技術以及磁性材料技術與

一些技術先進的國家還有一定的差距, 因此開關電源的造價不能進一步降低, 也影響到可靠性的進一步提高。所以, 在我國的電子儀器以及機電一體化儀器中, 開關電源還不能得到普及使用。特別是無工頻變壓器開關電源中的高壓電容、高反壓大功率開關管、開關變壓器的磁性材料等元件,我國還處于研究和開發階段。一些先進的國家,雖然有了一定的發展,但是在實際應用中還存在一些問題, 不能令人十分滿意。這就暴露出了開關電源的又一個缺點, 那就是電路結構復雜、故障率高、維修麻煩、成本高。對此, 如果設計者和制造者不予以充分重視,則會直接影響開關穩壓電源的推廣應用。

軟開關技術簡介

硬開關與軟開關

現代電力電子裝置的發展趨勢是小型化、輕量化，同時對裝置的效率和電磁兼容性也提出了更高的要求。通常，濾波電感、電容和變壓器在裝置的體積和重量中占很大比例。因此必須設法降低他們的體積和重量，才能達到裝置的小型化、輕量化。從“電路”的有關知識中可以知道，提高工作頻率可以減少變壓器各繞組間的匝數，并減小鐵心的體積，從而使變壓器小型化。因此裝置小型化、輕量化的直接途徑就是電路的高頻化。但在提高開關頻率的同時，開關損耗也會隨之增加，電路效率嚴重下降，電磁干擾也增大了，所以簡單的提高開關頻率是不行的。

（a）硬開關的開通過程（b）硬開關的關斷過程

圖 2-3 硬開關的開關過程

針對這些問題出現了軟開關技術，他利用以諧振為住的輔助換流手段，解決了電路中的開關損耗和開關噪聲問題，使開關頻率可以大幅度提高。

在很多電路中，開關元件在電壓很高或電流很大的條件下，在門極的控制下開通或關斷，起典型的開關過程如圖2-3所示。開關過程中電壓、

電流均不為零，出現了重疊，因此導致了開關損耗。而且電壓和電流的變化很快，波形出現了明顯的過沖，這導致了開關噪聲的產生。具有這樣的開關過程的開關稱為硬開關。

在硬開關過程中會產生較大的開關損耗和開關噪聲。開關損耗隨著頻率的增加，使電路效率下降，阻礙了開關頻率的提高；開關噪聲給電路帶來嚴重的電磁干擾問題，影響周邊電子設備的工作。

通過在原來的開關電路中增加很小的電感，電容等諧振元件，構成輔助換流網絡，在開關過程中引入諧振過程，開關開通前電壓降為零，或關斷前電流降為零，就可以消除開關過程中電壓、電流的重疊，降低他們的變化率，從而大大減小甚至消除損耗和開關噪聲，這樣的電路稱為軟開關電路。軟開關電路中典型的開關過程如圖2-4所示。具有這樣開關過程的開關稱為軟開關。開關損耗理論上為零[5]。

（a）軟開關的開通過程 （b）軟開關的關斷過程

圖2-4軟開關的開關過程

軟開關的分類

根據電路中主要開關元件是零電壓開通還是零電流關斷，可以將軟開關電路零電壓電路和零電流電路兩大類。通常，一種開關電路要么屬于零電壓電路，要么屬于零電流電路。但在有些情況下，電路中有多個開關，有些開關工作在零電壓的條件下，而另一些開關工作在零電流的條件下。

根據軟開關技術的發展歷程可以將軟開關電路分成準諧振電路、零開關PWM電路和零轉換PWM電路。下面分別介紹上述三類軟開關電路。

1.準諧振電路

這是最早出現的軟開關電路，其中有些現在還在大量使用。準諧振電路可分為

(1)零電壓開關準諧振電路；

(2)零電流開關準諧振電路；

(3)零電壓開關多諧振電路；

(4)用于逆變器的諧振直流環電路。

2.零開關PWM電路

這類電路中引入了輔助開關來控制諧振的開始時刻，使諧振僅發生與開關過程前后。零開關PWM電路可以分為

1）零電壓開關PWM電路；

2) 零電流開關PWM電路和準諧振電路相比，這類電路有很多明顯的優勢：電壓和電流基本上是方波，只是上升沿和下降沿較緩，開關承受的電壓明顯降低，電路可以采用開關頻率固定的PWM控制方式。[5]這兩種電路的基本開關單元如圖2-5。

(a) 零電壓開關PWM基本開關單元 (b) 零電流開關PWM基本單元

圖2-5 零開關PWM電路的基本開關單元

3.零轉換PWM電路

這類軟開關電路還是采用輔助開關控制諧振時刻的開始時刻，所不同的是，諧振電路是與主開關并聯的，因此輸入電壓和負載電流對電路諧振過程的影響很小，電路在很寬的輸入電壓輸入范圍內并從零負載到滿載都能工作在軟開關狀態。而且電路中無功功率的交換被削減到最小，使這種電路的效率進一步提高。

零轉換電路可分為：

(1)零電壓轉換PWM電路；

(2)零電流轉換PWM電路。

基本開關單元如圖2-6。

(a) ZVT PWM開關單元 (b)ZCT PWM 開關單元

圖2-6 零轉換PWM電路的基本開關單元

篇2

【關鍵詞】電力營銷 管理人員 優質服務

中圖分類號：F426.31 文獻標識碼：A 文章編號：1009―914X（2013）35―418―01

優質服務是指供電企業根據供電管理法律、法規的規定，在用電客戶依法履行優質義務和行使權利的過程中，為用電客戶提供的經濟、全面、便捷、高效的各項服務措施的總稱。它具有法定性、無償性、目的性和專業性特點。按照建立服務性政府的要求，本著“服務科學發展、促進社會和諧”的工作要求，牢固樹立現代優質服務理念，增強“服務用電客戶是天職”、“服務用電客戶是管理”、“服務用電客戶是形象”的認識，注重傳統與現代服務方式的結合，扎實推進優質服務工作。努力做到服務讓用電客戶舒心，讓用電客戶安心，讓用電客戶放心，積極實踐由管理監督型向管理服務型轉變的指導思想。

一、亟待改進優質服務的問題

管理——“管”在古漢語中有“鑰匙”的意思，是鑰匙，就可開鎖。用在管理學的層面，就是要通過尊重人、理解人、打開人們的心扉，激發人們的熱情，調動人們的積極性。如果管理者不懂得尊重人，僅僅把被管理者看作被管束、被看管甚至被管制的對象，其管理效果如何也就可想而知了。管理者又是決策者，管理者要做到有效管理，就必須正確決策。而要做到正確決策，首先要了解被管理者真正的需求是什么，也就是先“理解”而后“管理”方能奏效，達到雙贏目的。經濟形態日趨復雜，情勢日益復雜，供電營銷管理人員的工作內容更加龐雜，目標更加明確，工作要求更加細致，工作手段更加先進；管理員控管戶數不斷增加和管理人員相對不足，優秀、高端的管理人才尤為缺乏；人員素質的參差不齊，導致供電基礎管理不均衡；優質服務意識有待進一步提升，優質服務方式亟待進一步改進等。從而造成控管企業的大量增加與管理力量相對薄弱；供用電成本過高；控管手段不足；政策宣傳、執行不夠到位；漏抄漏管現象凸顯。

二、供電營銷管理人員如何開展優質服務工作

1.樹立依法優質服務意識，理解管理與服務的涵義。優質服務作為供用電管理行為的組成部分，是做好生產經營工作、促使用電客戶自覺依法用電的前提和基礎。供電營銷管理人員優質服務目標服從和服務于優質服務的總體目標：提高優質遵從，降低供用電成本。必須樹立“在服務中實施管理，在管理中體現服務”的理念。供電營銷管理人員的服務不同于客服大廳，其主要形式要寓服務于管理中，偏重政策性宣傳及輔導。側重于幫助用電客戶實現他們的服務義務，而非試圖通過監督來控制或駕馭用電客戶。其作用不是通過管制和命令來指揮用電客戶的行動，也不是靠懲戒制度將用電客戶引導到合適的方向上來，而是由控制向議程設定轉變，更多地扮演調解、磋商和解決沖突的角色，使用電客戶真正意識到供用電的存在就是為了滿足公民的需要，確保供用電管理的運作在于“服務公民、為公民謀福利”。同時，在實際工作中應避免“只講管理不講服務”或“只講服務不管原則”的兩種傾向。

2.供電營銷管理人員必須提高自己的綜合素質。供電營銷管理人員應對自己所管轄的情況管全、管清。即：全面了解所管用電客戶的用電設備、用電量等方面情況，有的放矢，積極開展提醒服務及個性化服務，將用電客戶需求進行分類，從需求中發現供電管理中的薄弱環節，形成案例并提出解決方案，不斷提升供電管理效能。針對不同用電客戶對供電管理政策的需求，分類進行優質輔導，使優質輔導更有針對性。例如：為大企業用電客戶提供有針對性的深層次政策督導服務；健全大企業用電訴求機制，維護大企業用電客戶合法權益，努力搭建供用電互動平臺。幫助中小型企業做好日常用電業務處理，對用電客戶由于不了解供用電政策、供電專業知識缺乏等原因造成的非故意偷竊電行為，可推行優質評估提醒服務，即：根據用電客戶提供的有關信息，通過各類指標測算、對比分析等，篩選出存在的疑點，評估人員與用電客戶面對面接觸，可要求企業舉證說明、自解疑點，積極引導用電客戶自查自糾。改變傳統的以稽查查處、處罰等強硬方式達到令用電客戶糾錯的目的，有效降低企業的潛在風險，緩和供用電關系，促進“和諧供電，和諧社會”的建設。

三.開展優質服務工作的渠道

以用電客戶需求為導向，提供全方位優質服務。根據用電客戶的需求，運用信息化手段，提供咨詢服務、提醒服務、上門服務、進行供電知識宣傳等多種服務。一是豐富供電專業宣傳內容。根據用電客戶對宣傳內容的需求，以供電專業知識、新供電管理政策、供用電溝通渠道和用電客戶權益維護作為宣傳重點，針對供用電常識、供電流程、熱點難點問題、反面典型案例等內容，細化供電專業宣傳資料的編制。供電專業宣傳資料的編制應避免使用太多專業化術語，應遵循簡明、易懂的原則，以達到讓更多的、各類層次的用電客戶真正知曉，提高供電專業遵從度。二是創新供電專業知識宣傳方式。可通過郵遞方式、網絡方式等定期向用電客戶發放供電宣傳材料，借鑒國外某些宣傳方式：如：在各類大型超市、公共場所放置各類供電宣傳材料，方便用電客戶隨時隨地取閱。另外，可以探索開發供電宣傳電子游戲化。即：將各類供電宣傳內容制作成電子游戲，寓教于樂，讓專業宣傳更生動化、形象化和生活化，從而不斷擴大宣傳影響面，不斷提高全民優質遵從度。三是提供咨詢、提醒等供電服務。通過多種咨詢渠道，為用電客戶提供準確高效的咨詢解答，幫助用電客戶解疑釋難，更準確地理解供用電權利和義務；通過近距離、面對面交流等方式，輔導用電客戶供電程序和具體供電專業業務，幫助用電客戶準確適用供電專業政策。對用電客戶的咨詢答復要做到供電政策“一口清”，讓用電客戶繳明白費。四是推行個性化服務方式。如：延時服務、綠色通道、預約服務、上門服務、承諾服務等；通過95598服務熱線、供電網站服務、短信服務、QQ群服務、供電博客服務、視頻咨詢服務等方式實現電子媒體供電服務。達到供電服務更快、優質成本更省的目標。

篇3

    論文首先介紹了電力電子技術及器件的發展和應用,具體闡明了國內外開關電源的發展和現狀,研究了開關電源的基本原理,拓撲結構以及開關電源在電力直流操作電源系統中的應用,介紹了連續可調開關電源的設計思路、硬件選型以及TL494在輸出電壓調節、過流保護等方面的工作原理和具體電路,設計出一種實用于電力系統的開關電源,以替代傳統的相控電源。該系統以MOSFET作為功率開關器件,構成半橋式Buck開關變換器,采用脈寬調制(PWM)技術,PWM控制信號由集成控制TL494產生,從輸出實時采樣電壓反饋信號,以控制輸出電壓的變化,控制電路和主電路之間通過變壓器進行隔離,并設計了軟啟動和過流保護電路。該電源在輸出大電流條件下,能做到輸出直流電壓大范圍連續可調,同時保持良好的PWM穩壓調節運行。    開關電源結構

    以開關方式工作的直流穩壓電源以其體積小、重量輕、效率高、穩壓效果好的特點,正逐步取代傳統電源的位置,成為電源行業的主流形式。可調直流電源領域也同樣深受開關電源技術影響,并已廣泛地應用于系統之中。

    開關電源中應用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。

    SCR在開關電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應用, GTR驅動困難,開關頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代。在本論文中選用的開關器件為功率MOSFET管。

    開關電源的三個條件:

    1. 開關:電力電子器件工作在開關狀態而不是線性狀態;

    2. 高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻;

    3. 直流:開關電源輸出的是直流而不是交流。

    根據上面所述,本文的大體結構如下:

    第一章,為整個論文的概述,大致介紹電力電子技術及器件的發展,簡單說明直流電源的基本情況,介紹國內外開關電源的發展現狀和研究方向,闡述本論文工作的重點;

    第二章,主要從理論上討論開關電源的工作原理及電路拓撲結構;

    第三章,主要將介紹系統主電路的設計;

    第四章,介紹系統控制電路各個部分的設計;

篇4

電氣工程及自動化

大功率開關電源的設計

一、

綜述本課題國內外研究動態，說明選題的依據和意義

開關電源的前身是線性穩壓電源。在開關電源出現之前，各種電子裝置、電氣控制設備的工作電源都采用線性穩壓電源。隨著電子技術的迅猛發展，集成度的不斷增加，計算機等各種電子設備體積越來越小而功能卻越來越強大，因此，迫切需要重量輕、體積小、效率高的新型電源，這就為開關電源技術的發展提供了強大的動力。

可以說，開關電源技術的發展是隨著電力電子器件的發展而發展的。新型電力電子器件的發展為開關電源的發展提供了物質條件。20世紀60年代末，耐高壓、大電流的雙極型電力晶體管（亦稱巨型晶體管，BJT、GTR）的問世使得采用高工作頻率的開關電源的出現稱為可能。

早期的開關電源開關頻率僅為幾千赫茲，隨著磁性材料及大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復時間的縮短，開關電源工作頻率逐步提高。到了1969年，終于做成了25千赫茲的開關電源。由于它突破了人耳聽覺極限的20千赫茲，這一變化甚至被稱為“20千赫茲革命”。

在20世紀80年代以前，開關電源作為線性穩壓電源的更新換代產品，主要應用于小功率場合。而中大功率直流電源則以晶閘管相控整流電源為主。但是，這一格局從20世紀80年代起，由于絕緣柵極雙極型晶體管（簡稱IGBT）的出現而被打破。IGBT屬于電壓驅動型器件，與GTR相比前者易于驅動，工作頻率更高，有突出的優點而沒有明顯的缺點。因而，IGBT迅速取代了GTR，成為中等功率范圍的主流器件，并且不斷向大功率方向拓展。

開關電源開關頻率的提高可以使電源重量減輕、體積減小，但使開關損耗增大，電源效率降低，電磁干擾問題變得突出起來。為了解決因提高開關電源工作頻率而帶來的負面影響，同樣在20世紀80年代，出現了軟開關技術。軟開關技術采用準諧振技術的零電壓開關（ZVS）電路和零電流開關(ZCS)電路。在理想情況下，采用軟開關技術，可使開關損耗降為零。正是軟開關技術的應用，使開關電源進一步向效率高、重量輕、體積小、功率密度大的方向發展。經過近30年的發展，對軟開關技術的研究可謂方興未艾，它已成為各種電力電子電路的一項基礎性技術。迄今為止，軟開關技術應用最為成功的領域非開關電源莫屬。

最近幾年，“綠色電源”這一名詞開始進入人們的視野。所謂“綠色”是指，對環境不產生噪聲、不產生電磁干擾，對電網不產生諧波污染。為了提高開關電源的功率因數，降低開關電源對電網的諧波污染，在20世紀90年代，出現了功率因數校正（Power

Factor

Correction——PFC）技術。目前，單相PFC技術已比較成熟，相關的控制芯片已在各種開關電源中廣泛應用，相比之下三相PFC技術則還處在起步階段。

高頻化是開關電源輕、薄、小的關鍵技術，國外各大開關電源制造商都在功率鐵氧體材料上加大科技創新，并致力于開發新型高智能化的元器件，尤其是改善整流器件的損耗，以提高在高頻率和較大磁通密度下獲得高的磁性能。另外，電容器的小型化和表面粘著（SMT）技術的應用為開關電源向輕、薄、小型化發展奠定了良好的技術支持。目前市場上出售的采用雙極性晶體管制成的100千赫茲開關電源和用場效應管制成的500千赫茲開關電源雖已使用化，但其工作頻率還有待進一步的提高。

模塊化是開關電源發展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統，實現并聯方式的容量擴展。

選擇本課題可以使我掌握開關電源的工作原理，進一步加深對開關電源的理解。并把所學的專業知識（包括單片機原理與應用技術、電力電子技術、大學物理、計算機輔助設計等）應用到具體實例中，有效地鞏固所學的基礎理論知識，真正做到學有所用。

二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：

1、研究的基本內容包括：開關電源的工作原理，大功率開關電源中普遍采用的全橋型電路及其驅動電路以及高頻變壓器的設計與制作等。

2、計劃將此系統分成四部分——功率因數校正（PFC）電路、輔助電源模塊、主電路以及控制電路。

3、功率因數校正電路用來提高整流電路的功率因數，防止大量的諧波分量涌入電網，造成對電網的諧波污染，干擾其它用電設備的正常運行。

4、輔助電源模塊用來為控制電路提供電能。擬用單片集成開關電源芯片（TOP204）來實現。

5、控制電路用場效應管集成驅動芯片IR2155,驅動全橋電路。

6、主電路的設計主要包括高頻變壓器的設計和全橋型電路中功率管的選型。

三、研究步驟、方法及措施：

步驟：

（1）查閱相關的技術資料，制定初步的方案；

（2）利用適當的計算機輔助設計軟件（如Proteus、PI

Expert

6.5、Multism等）對設計方案進行模擬仿真；

（3）四個模塊設計的先后順序為功率因數校正電路、輔助電源模塊、控制電路和主電路。

方法：化繁為簡，將整個系統分解成四個部分，方便設計、調試。對局部電路預先進行仿真，對結果有所預期。

措施：查閱于畢業設計有關資料和文獻（圖書館、超星電子圖書閱覽室等）。經常與指導老師取得聯系，一起探討有關電路的設計方案等問題。

四、參考文獻

[1]

康華光.

電子技術基礎.模擬部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]

周志敏，周紀海，紀愛華.

高頻開關電源設計與應用實例[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[3]

張占松，蔡宣三.

開關電源的原理與設計[M].北京：電子工業出版社，2000.

[4]

蔣玉萍，倪海東.高頻開關電源與應用[M].北京：機械工業出版社，2004.

[5]

翟亮，凌民.基于MATLAB有控制系統計算機仿真[M].北京：清華大學出版社，2006.

[6]

王慶.Protel

99

SE及DXP電路設計教程[M].北京：電子工業出版社，2006.

[7]

劉國權，韓曉東.Protel

DXP

電路原理圖設計指南[M].北京：中國鐵道出版社，2003.

篇5

線性電源供電方式

這是好多年以前的主板供電方式，它是通過改變晶體管的導通程度來實現的，晶體管相當于一個可變電阻，串接在供電回路中。由于可變電阻與負載流過相同電流，因此要消耗掉大量的能量并導致升溫，電壓轉換效率低。尤其是在需要大電流的供電電路中線性電源無法使用。目前這種供電方式早已經被淘汰掉了。

開關電源供電方式

這是目前廣泛采用的供電方式，PWM控制器IC芯片提供脈寬調制，并發出脈沖信號，使得場效應管MOSFET1與MOSFET2輪流導通。扼流圈L0與L1是作為儲能電感使用并與相接的電容組成LC濾波電路。

其工作原理是這樣的：當負載兩端的電壓VCORE（如CPU需要的電壓）要降低時，通過MOSFET場效應管的開關作用，外部電源對電感進行充電并達到所需的額定電壓。當負載兩端的電壓升高時，通過MOSFET場效應管的開關作用，外部電源供電斷開，電感釋放出剛才充入的能量，這時的電感就變成了電源繼續對負載供電。隨著電感上存儲能量的消耗，負載兩端的電壓開始逐漸降低，外部電源通過MOSFET場效應管的開關作用又要充電。依此類推，在不斷的充電和放電的過程中的形成了一種穩定的電壓，永遠使負載兩端的電壓不會升高也不會降低，這就是開關電源的最大優勢。還有就是由于MOSFET場效應管工作在開關狀態，導通時的內阻和截止時的漏電流都較小，所以自身耗電量很小，避免了線性電源串接在電路中的電阻部分消耗大量能量的問題。這也就是所謂的“單相電源回路”的工作原理。

為何需要多相供電

篇6

關鍵詞：開關電源；軟開關；硬件設計

0 引言

開關電源是一項電子化技術，其使用功率轉換器實現電能間的轉換，轉換后的電能用來滿足各方面用電的需要。其較線型電源重量更輕、體積更小、效率更高，在計算機、電視機、自動化控制設備、通信設備等各領域得到廣泛的應用。

1 開關電源基本工作原理

開關電源有許多種形式，尤其是以調制型脈沖的寬度（PWM）最盛行，目前以該種形式開關電源的工作原理進行介紹。

主回路指由電網把能量傳給負載的一種回路，其他回路則被稱為控制類回路。

電網的交流電經濾波整流電路的輸入，進而獲得直流高波紋電壓，此后經過變換功率電路，轉換成滿足要求的波脈動電壓，再經整流形成連續直流低波紋電壓。

控制類回路在將開關高壓T動脈沖提高的同時，要實現電壓穩定輸出的控制，此外還要保護負載和電源元件。其通常是由檢測放大型電路、震蕩時鐘電路、電壓脈沖轉換V/W電路及自用的電壓等電路組合而成。

2 軟開關相關技術

目前的電力電子設備發展主要趨勢為輕量化。小型化，且對于裝置效率和電磁的兼容問題要求更高。通常，變壓器、濾波電感及電容在裝置重量和體積中所占比例較大。所以，要達到裝置的小型化、輕量化，就必須想辦法降低他們的體積與重量。由“電路”的相關知識可知，工作效率的提高可以使變壓器繞組間匝數減少，同時還可以使鐵心體積減小，從而讓變壓器往小型化發展。因此高頻化電路是設備輕量化、小型化的有效途徑。然而在提高開關頻率的同時，增加了開關的損耗，使電路運行效率降低，增大了電磁的干擾，可以知道簡單提高電源開關的頻率并不能從根本上解決問題。

軟開關相關技術的出現能夠使這些問題得到解決，其主要利用諧振輔助轉換電流的手段，解決了電路中開關的損耗及噪聲等問題，大幅度提高了開關頻率。

3 高壓軟開關充電電源硬件設計

3.1 主電路的選型

在開關諧振技術中適合于電容脈沖充電的是諧振串聯電路，其輸出結果近似看做恒流源（等臺階充電），其優點為充電的效率較高，且可以保護固有的短路。因為電源的功率過大，全橋電路且高頻變壓器副邊采取整流橋二極管整流。

3.2 電路工作方式與原理

直流（經過市電整流的）電壓經電路而逆變成頻率較高的交流方波電，該種高頻交流方波電經過高頻的變壓器升壓，經過二極管的整流橋進而得到穩定的電流，給電容充電。

設：IGBT開關的頻率為fs， 諧振的頻率為fr。

諧振串聯變換器工作方式以fs的大小主要有三種方式：

（1）第一種方式（fsfs>fr/2） 電流處于連續的工作狀態，實現電流為零切斷。但在開通過程中，同一個橋臂的兩開關有強制換流現象，所以開關的損耗和干擾較大；（3）第三種方式（fr

現對圖3-1負載串聯DC-DC變換器三種工作方式進行分析。

由圖得出，Cr與Lr形成串聯型諧振，同負載相互串聯，經諧振后的電流于負載一端被整流。在輸出端濾波的Cf足夠大，可以認為Cf兩端的電壓為直流無波紋電壓。若簡單進行分析則可忽略諧振電路損耗過小的電阻，輸出電壓V0反射至整流橋輸入端，用VCB表示，若IL為正值，VCB=V0，IL為負，VCB=-V0。

如果開關T加導通，當IL電流為正，電流流過T+，否則，流過D-二極管；

同上，當IL電流為負，若T-導通，流過T+；否則流過D+二極管。所以，圖1（a）有以下四種情況：

1.當IL>0時

T+導通： VAB=+Vd/2，VAC=Vd/2-V0；

D-導通： VAB=-Vd/2，VAC=-Vd/2-V0。

2.當IL

T-導通： ：VAB=-Vd/2，VAC=-Vd/2+V0 ；

D+導通： VAB=+Vd/2，VAC=Vd/2+V0。

諧振槽上的電壓VAC由IL電流方向和哪一開關導通來決定。上面的方程表達的4種情形可由圖1（b）的等效電路表示。要引起高度的重視，采用這一電路要根據不同時間的間隔進行計算。各間隔內，應確定初始狀態條件，且要把VAB和VCB看做同一直流型電壓。

當處于穩定對稱的工作狀態時，兩開關處于相同的狀態，同樣，兩個二極管也處于相同的狀態，所以，只需要對運行的半個周期進行分析即可計算得到整周期運行狀態，這是因為另外半個周期運行的狀態和這前一半周期運行狀態是相互對稱的。

4 結語

本文結合當前開關電源的發展趨勢，在系統學習開關電源原理的基礎上，了解開關電源的主要設計過程及其相關方法；并爭取在電源的設計和制造等工作中加以應用，希望能給同行提供借鑒意義，促進高壓軟開關充電電源硬件設計的良好發展。

參考文獻：

篇7

關鍵詞：開關電源；準諧振變換；零電壓開關 中圖分類號： 文獻標識碼： 文章編號：

0 引 言

隨著電力電子技術的發展，電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用于電子設備，是當今電子信息產業不可缺少的一種電源方式[1]。

由于開關電源頻率的提高，開關電源苦工作在硬開關狀態，開關管開通時，開關管的電流上升和電壓下降同時進行。關斷時，電壓上升和電流下降也同時進行。電壓、電流波形的交疊產生了開關損耗，該損耗隨開關頻率的提高而急劇增加。為了提高電源的效率，就必須減少開關管的開關損耗。也就是要求開關電源工作在軟開關狀態。

軟開關技術實際上就是利用電容與電感的諧振，以使開關管上的電壓或通過開關管的電流按正弦或者準正弦規律變化，在減少開關損耗的同時也可控制浪涌的發生。在軟開關技術中，有全諧振、準諧振、多諧振等變換方式[3]。本文引入準諧振變換方式來提高開關電源的效率。

1 反激式準諧振變換基本工作原理

圖1反激式準諧振開關電源的原理圖

圖1所示為反激式準諧振開關電源的原理圖，其中：RP 包括變壓器初級繞組的電阻以及線路電阻，T為開關變壓器，Lm 為初級勵磁電感量，Llk為初級繞組漏感量，VT為MOS開關管，VD為整流二極管，Co為濾波電容，電容Cr為緩沖電容，也是諧振電容，包括開關管VT 的輸出電容COSS ，變壓器的層間電容以及電路中的其他一些雜散電容。

圖2反激式準諧振開關電源的工作波形

準諧振變換的工作波形如圖2 所示，在準諧振變換中，每個周期可分為4個不同的時間段，各時間段分析如下：

（1）t0～t1 時段

開關管導通，輸入電壓 全部加到初級電感 （ 包括勵磁電感Lm和漏感Llk）上，電感電流以斜率 線性增大。此時能量被存儲在初級電感中(稱磁化)，開關管的漏源極電壓 = 0，整流二極管VD 截止。電流達到 后開關管被關斷。

開關管開通時間 為：

（1）

（2）t1 ～t2 時段

t1 時，MOS開關管被關斷。先是Lm與Llk串聯對 充電，由于 兩端電壓不能突變，開關管的漏源極電壓以斜率為

上升。隨著 的充電，當 兩端電壓為 時( 為整流二極管VD的正向導通電壓，N為變壓器T的初次級匝數比)，VD導通，儲存在變壓器中的能量通過變壓器由次級繞組釋放給負載，并給電容器Co充電。然后Llk 和Cr發生振蕩，由于RP的存在，該振蕩為阻尼振蕩。若忽略漏極上的其他電容的影響，其峰值電壓為：

果 ,盡管VT無法實現零電壓開通，但是在t4時刻導通仍然可以最大程度地減小VT的開通損耗。

從以上四個時段的分析可知，諧振元件僅參與某一時段的能量變換，沒有全程參與，故稱為準諧振變換。

2 電路實現

圖3 基于TEA1751的準諧振反激式開關電源的原理圖

圖3就是基于TEA1751的準諧振反激式開關電源的電路圖，主要元器件有：主芯片TEA1751、變壓器T2、場效應管S2、諧振電容C7、輸出整流管D2、光電耦合器IC2、基準電壓源IC1等，其中TEA1751內部有啟動電流源、頻率控制、輸出驅動、過熱保護、過壓保護、過流保護、過載保護等電路。

AC 90V-264V電壓經過整流器BD1整流和C1濾波，經L1、S1、D1、C10的功率因素校正電路后得到直流高壓電壓，此直流高壓經過中心抽頭和電阻R13連結至TEA1751的16腳，通過TEA1751內部的高壓電流源穿過TEA1751 的1腳向C9充電。當1腳電壓上升至22V時，TEA1751由1腳供電。TEA1751的13腳輸出開關脈沖，控制開關管S2的開通與關斷，高壓直流電壓通過變壓器T2的初級繞組、S2、R11到電源的地端。此時T2通過初級繞組存儲能量。利用變壓器的同名端作用。這時的次級線圈整流管D2因反向電壓而截止。只有當S2關斷，初級繞組電流有減小趨勢時、此時S2初級繞組存儲的能量通過S2的次級繞組、次級整流管D2向電容 Cout充電與負載供電,產生Uo輸出電壓。輸出電壓經過R15，R16電壓取樣以及與IC1基準電源、取樣信號放大電路，再經過光電耦合器IC1對TEA1751的3腳設置反饋控制電壓，以達到穩定輸出電壓的目的。過流檢測電阻R11 上的電壓也經過R10加到TEA1751的10腳。

開關變壓器的磁復位檢測由輔助繞、R12、TEA1751的4腳組成。輔助繞組是去磁檢測繞組，其兩端電壓波形與開關管S2的漏極電壓基本相同。該電壓一方面經過D2、C9整流濾波后，給芯片TEA1751的1腳供電，另一方面，電壓通過R12直接通連結至TEA1751的 4腳。TEA1751的內部電路監視4腳電壓波形，以便在去磁時段未結束前不輸出開關脈沖，并能將開關管S2控制在漏源極電壓降到谷底時開通。同時TEA1751的4腳還具有過壓保護和過功率保護的作用。

3 實驗結果

篇8

關鍵詞：開關電源；應用；原理

開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源，這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術也在不斷地創新，這一成本反轉點日益向下移動，這為開關電源提供了廣闊的發展空間。

1.開關電源的分類

人們在開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件，邊開發開關變頻技術，兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，也有AC/AC和DC/AC， 如逆變器。

開關電源工作方式主要有兩種，一種是自激式，這種方式是不需要外加激勵信號電路即能自行振蕩，也可以把自激式看做是一個變壓器反饋式振蕩電路；另一種是它激式，這種方式就是完全依賴外部來維持振蕩。在實際應用中自激式電源的應用較為廣泛，比如在家用電器中使用的開關電源，將220V的交流電經過橋式整流，變換成300V左右的直流電，濾波后進入變壓器后加到開關管的集電極進行高頻振蕩，反饋繞組反饋到基極維持電路振蕩，負載繞組感應的電信號，經整流、濾波、穩壓得到的直流電壓給負載提供電能。

2.開關電源的新技術

這里所說的新技術，指在最近幾年發展起來的開關電源技術。

2.1軟開關技術

軟開關技術是使功率變換器得以高頻化的重要技術之一, 它應用諧振的原理, 使開關器件中的電流(或電壓) 按正弦或準正弦規律變化。當電流自然過零時, 使器件關斷(或電壓為零時, 使器件開通) , 從而減少開關損耗。它不僅可以解決硬開關變換器中的硬開關損耗問題、容性開通問題、感性關斷問題及二極管反向恢復問題, 而且還能解決由硬開關引起的EMI等問題。

目前無源無損緩沖電路是實現軟開關的重要技術之一, 在直流開關電源中也得到了廣泛的應用。軟開關的工作原理是MOS管關斷后電路中的Lr與Cr間發生諧振，電壓和電流的波形類似于正弦半波，諧振減緩了開關過程中電壓和電流的變化，而且使MOS管兩端的電壓在其開通前就降為零。

2.2同步整流技術

同步整流技術就是用具有低導通電阻特性的MOSFET代替傳統的肖特基整流二極管，由于MOSFET的正向壓降很小，所以大大降低了整流部分損耗。在開關管動作的同時，對MOSFET給出[全文]時序隨電路拓撲工作要求作相應變化的門極驅動信號，由于門極驅動信號與MOSFET開關動作接近同步，所以稱為同步整流(Synchronous Rectification ,簡稱SR) 。與肖特基二極管的整流方式相比較，很顯然，在低壓大電流的應用中采用同步整流技術可以獲得更高的效率。

2.3多相變換器技術

多相變換器（Multiphase Converter）的概念是大約5年前提出的，針對的應用場合就是微處理器類的負載，因為該類負載對電源的動態響應、紋波的要求非常嚴格。要滿足這樣的要求，電源需要工作在非常高的頻率，但開關器件的開關速度和損耗成為難以解決的問題。這種情況下，多相變換器的概念應運而生，即采用多個變換器并聯的拓撲結構，在開關信號上作統一控制，實現幾個變換器在一個完整周期內輪流交替運行，這樣，開關損耗被幾個變換器分擔，而開關頻率則是幾個變換器的疊加。

3. 開關電路拓撲結構的選擇

開關電源的電路多達幾十種，選擇電路拓撲是一項非常重要的工作，因為像元器件選擇、磁芯元件選擇、環路補償等都取決于電路拓撲。每種電路拓撲結構有各自的特點，工作過程不一樣，應用場合也不一樣，要根據電源的要求和技術指標來選取合適的拓撲結構。

電路拓撲的種類包括buck變換器、反激式變換器、正激式變換器、buck-boost變換器、推挽變換器、諧振變換器、軟開關變換器和符合變換器等，其選擇時需要考慮的因素包括電源是升壓還是降壓，占空比的實際限制，輸出的組數，是否需要隔離，EMI的要求，開關器材選用雙極型晶體管還是MOPSFET，工作電流是否連續，控制模式是電壓控制還是電流控制模式等。

4.開關電源技術的發展動向

篇9

【關鍵詞】全橋軟開關電源；負載-效率最佳工作點；電源休眠；綠色；節能；創新

1.解決損耗的辦法

1.1變硬開關為軟開關

在眾多損耗中，最重要的損耗是開關電源在開關過程中由于電流和電壓的交叉導通產生的熱損耗，所以改變電源的工作狀態，即變硬開關電源為軟開關電源是根本解決辦法。

1.2提高電源的負載

從圖1可以看出：開關電源在40%額定電流輸出區間以下，整流器的效率是比較低的，而且輸出電流越小效率越低。但整流器的持續工作電流過大一旦達到或者超過額定工作電流，其工作穩定性要受到影響，因此，從提高整流器的工作效率來講，我們有必要采取措施確保開關整流器工作在40%-80%的負載區間內。

綜上所述，現有開關電源系統的缺陷是：開關整流器沒有得到合理的利用，工作效率低，熱損耗大，浪費資源。有必要采取合理的技術措施，避免多個整流器工作在效率較低的負載率區間內，提升整個開關電源系統的工作效率，降低熱損耗，達到節能的目的。

2.解決電源損耗帶來的問題

2.2可靠性的問題

電源的可靠度是時間和負載的函數，時間越長，可靠度下降，負載越大可靠度越低，本來電源是并聯工作在小負載狀態，當認為提高負載后電源的可靠度下降，故可靠性設計重要的一個方面是負載率的設計，根據元器件的特性及實踐經驗，元器件的在小負載率下工作時，電源系統的可靠性較高的。

2.2電源冗余設計的問題

冗余電源是用于服務器中的一種電源，是由兩個完全一樣的電源組成，由芯片控制電源進行負載均衡，當一個電源出現故障時，另一個電源馬上可以接管其工作，在更換電源后，又是兩個電源協同工作。冗余電源是為了實現服務器系統的高可用性。除了服務器之外，磁盤陣列系統應用也非常廣泛。電源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷備份、并聯均流的N+1備份、冗余熱備份等方式。容量冗余是指電源的最大負載能力大于實際負載，這對提高可靠性意義不大。冗余冷備份是指電源由多個功能相同的模塊組成，正常時由其中一個供電，當其故障時，備份模塊立刻啟動投入工作。這種方式的缺點是電源切換存在時間間隔，容易造成電壓豁口。并聯均流的N+1備份方式是指電源由多個相同單元組成，各單元通過或門二極管并聯在一起，由各單元同時向設備供電。這種方案在1個電源故障時不會影響負載供電，但負載端短路時容易波及所有單元。冗余熱備份是指電源由多個單元組成，并且同時工作，但只由其中一個向設備供電，其他空載。主電源故障時備份電源可以立即投入，輸出電壓波動很小。對于一些需要長時間不間斷操作、高可靠的系統，如基站通信設備、*設備、服務器等，往往需要高可靠的電源供應。冗余電源設計是其中的關鍵部分，在高可用系統中起著重要作用。冗余電源一般配置2個以上電源。當1個電源出現故障時，其他電源可以立刻投入，不中斷設備的正常運行。這類似于UPS電源的工作原理：當市電斷電時由電池頂替供電。冗余電源與UPS的區別主要是由不同的電源同時供電，而UPS則是一個電源供電另一個則隨時備用，有需要時自動切換。傳統的冗余電源設計方案是由2個或多個電源通過分別連接二極管陽極，以“或門”的方式并聯輸出至電源總線上。如圖1所示。可以讓1個電源單獨工作，也可以讓多個電源同時工作。當其中1個電源出現故障時，由于二極管的單向導通特性，不會影響電源總線的輸出。

3.兩全其美的解決辦法

3.1軟件辦法的電源休眠技術

從2009年開始，國內各開關電源廠家陸續推出了結合自身電源產品的軟件休眠節能技術，其普遍的技術原理是：廠家根據自身的開關整流器的負載-效率特性，預設一個合理的負載率區間，通過電源系統監控單元實時采集整流器輸出電流與總負載電流，計算判斷需要工作的整流器數量，然后通過整流器遙控開/關機命令實現對整流器的軟關機和開機，達到休眠節能的目的。

3.2硬件辦法的電源輪流工作技術

節能控制器不依賴于開關電源監控單元，而是獨立實現對整流器輸出電流總和各模塊工作狀態的檢測，通過預先設定的整流器工作效率區間，判斷當前負載情況下需要工作的整流器數量，然后控制加裝在整流器交流輸入前端的繼電器，控制整流器的市電輸入通斷，通過冷備份方式來達到休眠節能的目的。

4.結束語

采用電源休眠技術控制的開關電源，不僅可以提高整個電源系統的工作效率，減少能源損耗，還可以對電源輸出狀況進行監控，有效實現了“該干活時就掄起膀子大干，該休閑時就安靜的休閑”的工作模式杜絕了“干也不好好干，休也休不好”的工作模式，減少了因電源閑置和怠工產生的浪費和損失。

參考文獻：

[1] 王兆安， 黃俊. 電力電子技術[M]. 北京： 機械工業出版社， 2008.

[2] 王增福， 李昶， 魏永明. 軟開關電源原理與應用[M]. 北京： 電子工業出版社， 2006.

[3] 倪海東， 蔣玉萍. 開關電源專用電路設計與應用[M]. 北京： 中國電力出版社， 2008.

[4] 謝自美. 電子線路設計實驗測試. 武漢： 華中科內蒙古大學學報[J]， 2006.

篇10

關鍵詞：電子維修 技工 技師 電源 檢修

彩電原理與維修是中職、高職電子技術專業必修課之一，也是電子維修技工、技師的考試科目之一，因其結構、原理較復雜，故障檢修有一定難度。整機電路中開關電源電路的故障率最高，且其工作電壓高、電流大和整機其他電路關聯密切，容易產生二次故障，是維修、考試中的難點，尤其是初學者往往感到無從下手。在這里根據其故障機理及以往一些經驗以一個專題的形式歸納、總結其主要檢修方法、步驟。

一、開關電源始終無輸出（保險管正常）的故障檢修

1．測開關管集電極電壓為0或遠低于300v，檢查交流220V輸入電路及整流濾波電路；若集電極電壓正常，檢查開關管b極電壓。

2．測開關管b極電壓或者在關機瞬間，用指針萬用表Rx1擋，黑筆接b極，紅筆接熱地，如聽到震蕩聲音，說明開關振蕩部分正常，是啟動電路開路或斷路問題。若無聲，在測發射結后，迅速將表轉到電壓擋，測c極電壓是否快速泄放。若是，則開關管及其放電回路均正常，正反饋電路存在故障，包括反饋電阻、電容、續流二極管、正反饋繞組及其開關管故障。若c極電壓仍不泄放，說明開關管及其回路有開路故障或b極有短路接地故障。

二、開關電源瞬間有電壓輸出的故障檢修技巧

1．假負載法：斷開行供電，在B+接假負載，監測B+電壓（應先將電壓表接到位，開機后即關機）。如果高于正常值十幾伏以上，可判斷故障是由開關電源輸出過壓，并擊穿行輸出管所致，或電源本身的保護電路動作關斷電源。應對控制開關電源輸出電壓的脈寬調制電路和振蕩定時電容進行檢查（后面將專門講述）。

若開關電源B+正常，則變換負載或改變市電壓觀察B+是否穩定輸出，對于直接取樣電源可空載，以便更好地判斷開關電源的穩定性能，若確認其良好，則故障系負載過流或保護電路動作所引起。

2．檢查保護電路：當B+正常時，測B+對地阻值，看是否直流輸出端對地短路。若沒短路，恢復行負載,開機測保護電路取樣電壓，逐一監測各保護檢測支路，直致查出故障點，不要輕易取消保護電路，因斷開保護機器失去保護功能，如果當時開關電源輸出電壓過高，引起燈絲電壓過高等故障，會造成嚴重的后果。

若確實找不出故障點，可以斷開過流保護電路，因過流故障充其量損壞故障電路中的供電回路元件，如限流電阻等，不會損壞末端負載。

三、開關電源輸出電壓高的故障檢修技巧

1．判斷整流濾波電路是否為倍壓整流狀態：測開關管集電極電壓，若比交流供電電壓高出1.4倍以上，可判斷為開關管集電極電壓高所致，應對倍壓整流電路進行檢查。對于電網電壓比較正常的地區，可以拆除倍壓整流濾波電路，降低電源故障率。

2．用替換法判斷振蕩定時電容是否不良。

3．脈寬調制電路故障也可導致電壓升高。

（1）調整交流電壓法

用調壓器改變交流輸入，使B+保持在略高于正常值，然后測脈寬調整電路中各級三極管的b、e、c極電壓，光耦①、②腳間壓降變化，看其是否與穩壓原理相符或變化趨勢一致，測到某一點與穩壓原理應得值相反，說明被測點的這一級有故障，不能正確傳送穩壓信息，使穩壓失敗，應逐一檢查相關元件。

（2）分割法（適用于直接取樣電源）

以穩壓反饋光耦為分水嶺，對電路實行分割，確定故障范圍，短路光耦③、④端，觀察B+變化。

a.B+嚴重下降或停止輸出，說明熱底板部分正常，故障點在B+取樣電路及光耦。

b.變化不明顯或無變化，說明熱底板部分有故障，詳細檢查此部分的脈寬調整電路。點檢查脈沖調整電路工作電壓的形成電路，如濾波電容、整流管等，應采用替換法，還應檢查代換各調整管和相關元件，檢查銅皮是否斷路。

注意事項：檢修電壓高的機器，應盡量脫開各負載，B+接假載，避免故障擴大，特別是CPU+5V供電取自同一電源的機器，還用采取保護措施，防止CPU損壞。

四、開關電源輸出電壓低（帶負載能力差）的故障檢修技巧

電壓低可能涉及到開關電源自身的各個部分和與開關電源相關的所有電路，在檢修時應先縮小故障范圍。

1．先測開關管c極電壓，確認開關管供電正常。

2．根據開關電源各個輸出端電壓判斷故障。

（1）開關電源有的輸出端電壓正常，有的低于正常值。故障在輸出電壓低的這個整流輸出電路，應對電路中的限流電阻、整流二極管、濾波電容進行檢查代換，若限流電阻發燙，說明負載過流，查負載。

（2）開關電源各路輸出均低。

這種情況說明負載和整流輸出電路均正常，故障在開關電源的正反饋電路、脈寬調整、開／待機電路、保護電路。

（3）輸出電壓有的下降比例大，有的輸出電壓下降比例小。

測量結果說明故障在輸出電壓下降比例大的電路。此時可斷開此路負載，如果斷開的是行電路，應接假負載。在斷開負載后，再測開關電源各輸出端電壓，若恢復正常，可判斷所斷電路的負載有過流現象。若仍不正常，說明故障在該整流濾波電路。

3．斷開主負載、接上燈泡，判斷是否負載故障。

有些收臺圖閃、帶負載后電壓不穩的機器，難于鑒別故障是在電源或是負載時，可以采用“借法”，用此電源帶同等尺寸、相同B+電壓的另一臺機器行負載，進行判斷。

4．保留啟動、正反饋、軟啟動及負反饋電路。逐一取消各種保護電路、待機控制電路末端三極管。開機觀察故障是否消除，確定故障范圍。

注意：兼有穩壓作用的電路不能斷開（例如光電耦合器）。斷開保護電路時，須謹慎，并采取防止電壓升高的措施。查熱地部分的負反饋方法與檢查電壓高的方法相近，采用使B+輸出高的思路（注意改變工作點不能造成B+過高擴大故障）。