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PC POWER 的基本工作原理 制作 应用教程（应用教程（一一））E-E-Mail:Belly.Li@BESTEC.COM.TWMail:Belly.Li@BESTEC.COM.TW*開關電源 Date開關電源是采用功率半導体 器件作為開關元件,通過周期性通 斷開關,控制開關元件的占空比來 調整輸出電 Date一.開關電源的基本构成1. 輸入電路:由線路濾波器,浪涌抑制電路 以及整流濾波電路組成,主要作用是衰減電 网電源線進入的外來噪音或電源的高頻噪 聲竄入市電影響周邊器件,抑制浪涌電流, 峰值電壓以及將交流平滑成直流. ）Date2. 功率轉換電路• 功率轉換電路:由開關電路和變壓器 組成.其工方式主要有RCC方式,正向 激勵變換方式,半橋方式. . Date3.控制電路 控制電路:由驅動電路,輸出檢測比較放大電路 ,電壓/脈沖寬度轉換電路,過壓過流檢測電路以 及輔助電路組成,其作用是向驅動電路提供矩 形脈沖列.控制脈沖的寬度從而達到改變輸出 電壓的目的同時對電源和負載提供保護並發 出告警信號.• 驅動方式有自激式,他激式兩類;控制方式有 PWM,PFM,PWM和PFM混合調制. Date4.輸出電路• 輸出電路:由振鈴抑制電路,輸出整流 濾波電路等組成,主要是將高頻壓器次 級方波電壓整流成單向脈動直流並將 其平滑成設計要求的低紋波的直流電 壓. Date二.電源的基本原理 • 交流輸入電壓經整流濾波獲得300V左右的直流 電壓,一方面提供給變壓器的初級繞組,使其在開 關管導通時初級繞組有電流流過蓄積能量,另一 方面經自激式脈寬調制輔助直流電源向UC3842 提供直流輔助電源.2. 輸助電源通過自激振蕩驅動開關管導通.經變 壓器耦合在次級整流濾波后輸出+5VSB電壓. 。

Date3. 驅動電路的原理: •一旦UC3842的7腳獲得起動電壓8腳就會輸出+5V的基准電壓,4腳 內接的振蕩電路通過外接的定時電阻,定時電容產生頻率恒定的鋸 齒波. 8腳輸出的+5V基准電壓通過衰減器衰減成2.5V的電壓加在 誤差比較放大器的同相輸入端, 誤差比較放大器的反向輸入端外接 反饋電路,通過比較器的輸出大小來調整6腳輸出的脈沖寬度去控 制開關管占空比.開關管導通后變壓器的初級繞組有電流流過,開始 蓄積能量,變壓器的次級繞組中接的整流二极管處于反相偏置截止 而沒有電流通過.若開關管截止,變壓器的各繞組電壓极性相反,.這 時次級側二极管正偏,有電流流過,電流經平滑電容而形成輸出電壓 .1.2腳間接電阻與電容形成頻率補嘗網絡.內部的電流敏感比較器 通過3腳外接電流檢測電路,當3腳電壓因某种原因超過1V時,內部 的PWM鎖存器复位使6腳的脈沖輸出關閉,達到開關管過流保護的 目的. Date4. 穩壓電路的工原理 輸出電壓通過取樣電阻分壓后向UC3842的取樣放大器的 同相輸入端2腳饋送輸出電壓的負反饋信號,當輸入電壓 升高,負載下降引起輸出端實際電壓升高時, 饋送到取樣 放大器的同相輸入端的電壓也相應升高,調制脈沖寬度 變窄,開關管經高頻變壓器耦合到次极繞組的脈沖寬度 調制電壓的寬度也變窄,經整流濾波后的直流電壓必然 下降,從而使輸出電壓保持穩定. Date5.保護電路的原理 • 1) 過流保護:目的是在電源過載或輸出短路時對電 源裝置進行保護.過流時,取樣電阻上的壓降必然增大, 電流流過L產生自感電動勢阻止電流的變化,控制放大 器的反相輸入端電平比同相輸入端的電平上升更高. 輸出端電平由高電平變為低電平.使TPS3510內部動作 發生改變,引起3腳電位回复高電平,導致PC停止工作 從而關閉UC3842的脈沖輸出以達到保護之目的.• 2) 過壓保護:與過流保護同樣原理,過電壓發生時一 般是使振蕩電路停振.停止脈沖輸出關閉開關管從而 達到保護負載的目的. Date6.PG的描述• PG是電源上電后向微机主板發出的表明電源工作狀 態良好的信號,PG信號的特點是加電后當+5V電源電 壓上升到4.75V時,延時100~500ms,PG信號由低電平 變為高電平,允許微機啟動開始正常工作.• 當市電消失后,首先經過16ms的保持時間,然后比 +5V電源下降到臨界電壓4.75V的時間至少提前1ms PG信號消失 .Date三.開關電源的主控器件: 1. 二极管:必須具有正向壓降低,快速回复,足夠的輸出 功率等特點.主要分為快速二极體,超快速二极體,肖特基二 极體.前二种二极體具有較高的正向壓降(一般為0.8~1.2V) 及電壓參數. 肖特基二极體正向壓降低,僅有0.4V左右,且隨 著結溫的增加,其正向壓降更低, 肖特基二极體存在兩大缺 點: 1). 反向截止電壓的承受能力較低約為100V2). 反向漏電流較大,易受熱擊穿. Date2. 功率晶體管 • 功率晶體管:功率晶體管主要作為功率控制用的開 關元件,工作于截止與飽和狀態.具有開關速度快,高 輸入阻抗和低電平驅動的特點,熱穩定性高,漏源极 電流有負溫度係數,使管耗隨溫度的變化得到一定 的補償.漏源极間寄生的反向二极管可作鉗位與消 振的作用.柵极電路的阻抗很高,易受靜電損坏 .Date3.晶閘管晶閘管:在開關電源中主要用于緩沖啟動電路 和各种保護電路中,有陽极A,陰极K,控制极G 組成.具有單向導電性和正向導通的可控性. Date4. 光電耦合器• 光電耦合器:由發光器件和受光器件組成, 在開關電源中作為反饋元件,進行電气隔離 ,同時又能進行信號的傳輸,若發光器件中 的電流增大,則發光器件的發光強度隨著增 強,從而導致耦合加強,若發光器件中的電 流減小則相反. Date5.電容器 •1. 電容器:開關電源中電容器的要求是體積小,壽命長,頻 率高和耐高溫.•1).線路濾波器用的電容:X電容接在線間,抑制外部市電噪聲 (頻率較低)進入電源內部,需要較大的容量,Y電容接在線與 地間,主要抑制電源內部噪聲(高頻噪聲)進入市電對周邊電 子器件產生干擾,其容值由漏電流大小定.X,Y電容一般采用 陶瓷電容器.•2).吸收電容器:主要作用是吸收與二极管關工作以及變壓器 與接線等電感產生的浪涌,用于保護開關元件,其特點是低損 耗及而耐高溫.Date• 3).平滑電容:主要采用大容量電解電容平滑紋波電 流,有被疊層陶瓷電容取代的趨勢,高頻時,陶瓷電 容的阻抗與ESR比鋁質電解電容小,由于ESR小,其 紋波電流引起的電容自身發熱也較小,作為平滑電 容其效果非常好,相比而言,鋁質電解電容發熱少, 但其容量會隨電解質干而減少,陶瓷電容的容量几 乎不隨時間而改變.• 4).輸出回路中的旁路電容:其作用是阻止噪聲(高 頻開關的噪聲)由輸出回路進入負載. Date6.磁性部件(以變壓器為例) ) • 1).設計要求:A).高頻時鐵損應很小,防止 變壓器的溫升,B).磁芯的B_H曲線不隨溫升 而產生大幅度的變化,C).繞組的銅損應小, 防止變壓器的溫升,D).繞組間的耦合應良 好,E).磁芯的最大磁通密度應當大,這就意 味著輸出相同功率時可采用較小體積的磁 芯. Date• 2).耦合要良好:否則漏感增大,在開關晶體 管導通期間漏感蓄積能量,在開關晶體管截 止期間能量釋放,在繞組間產生很高電壓, 易損壞開關管,加長開關時間而增大損耗, 並增大了噪聲. 蓄積能量較多時, 釋放期間 可能產生振蕩,影響電源的工作.• 3).不允許發生瞬時磁飽和:否則,變器作 為開關電源的負載當電初級繞組的電感變 為零時,勵磁電流急劇增大,就會產生過大 輸入電流損坏開關晶体管. Date。