开关电源十大厂商盘点及技术原理解析

随着电力电子技术的高速发展,开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、led照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,led灯具,通讯设备,视听产品,安防,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。今天着重给大家介绍一下围绕大家日常生活涉及到的开关电源内容:开关电源品牌排行以及开关电源原理和设计,希望对大家有所帮助。
开关电源十大品牌
1、tcl-罗格朗 (中国驰名商标,tcl-罗格朗国际电工(惠州)有限公司)。
2、西蒙simon开关插座 (simtone江苏西蒙奇通电器有限公司)。
3、西门子siemens (始于1847年德国,全球最大的电气和电子公司)。
4、飞雕开关插座 (中国驰名商标,开关行业唯一标志性品牌,飞雕电器集团有限公司)。
5、霍尼韦尔-朗能lonon (广东名牌,霍尼韦尔朗能电器系统技术(广东)有限公司)。
6、鸿雁开关插座 (中国驰名商标,普天·杭州鸿雁电器有限公司)。
7、奇胜clipsal (1920年创立于澳大利亚,全球着名的电工品牌)。
8、松下panasonic (中国驰名商标,日本松下电器(中国)有限公司)。
9、梅兰日兰merlin gerin (施耐德电气旗下全球配电领域首选品牌之一,天津梅兰日兰电气集团)。
10、松本soben (广东着名商标,松本电工实业有限公司)。
开关电源品牌之开关电源设计
开关电源是一种电压转换电路,主要的工作内容是升压和降压,广泛应用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在 “开” 和“关” 的状态,所以叫开关电源。开关电源实质就是一个振荡电路,这种转换电能的方式,不仅应用在电源电路,在其它的电路应用也很普遍,如液晶显示器的背光电路、日光灯等。开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、体积小等优点,缺点是功率相对较小,而且会对电路产生高频干扰,变压器反馈式振荡电路,能产生有规律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路,变压器反馈式振荡电路就是能满足这种条件的电路。
开关电源品牌之工作原理
开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
对于单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。直流平均电压u。可由公式计算,即uo=um×t1/t式中um为矩形脉冲最大电压值;t为矩形脉冲周期;t1为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出,当um 与t 不变时,直流平均电压uo 将与脉冲宽度t1 成正比。这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。
开关电源品牌之开关式稳压电源的原理电路
1、基本电路
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。
2、单端反激式开关电源
单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激,是指当开关管vt1 导通时,高频变压器t初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管vd1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。当开关管vt1截止时,变压器t初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及vd1 整流和电容c滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20-100w,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。
单端反激式开关电源使用的开关管vt1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在20-200khz之间。
3、单端正激式开关电源
单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管vt1导通时,vd2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感l储存能量;当开 关管vt1截止时,电感l通过续流二极管vd3 继续向负载释放能量。
在电路中还设有钳位线圈与二极管vd2,它可以将开关管vt1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管vt1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50-200 w的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。
4、自激式开关稳压电源
自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源,也是目前广泛使用的基本电源之一。
当接入电源后在r1给开关管vt1提供启动电流,使vt1开始导通,其集电极电流ic在l1中线性增长,在l2 中感应出使vt1 基极为正,发射极为负的正反馈电压,使vt1 很快饱和。与此同时,感应电压给c1充电,随着c1充电电压的增高,vt1基极电位逐渐变低,致使vt1退出饱和区,ic 开始减小,在l2 中感应出使vt1 基极为负、发射极为正的电压,使vt1 迅速截止,这时二极管vd1导通,高频变压器t初级绕组中的储能释放给负载。在vt1截止时,l2中没有感应电压,直流供电输人电压又经r1给c1反向充电,逐渐提高vt1基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样,由变压器t的次级绕组向负载输出所需要的电压。
自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从,也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态,具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源,亦适用于小功率电源。
5、推挽式开关电源
推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管vt1和vt2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器t次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。
这种电路的优点是两个开关管容易驱动,主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大,一般在100-500 w范围内。
6、降压式开关电源
降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管vt1 导通时,二极管vd1 截止,输人的整流电压经vt1和l向c充电,这一电流使电感l中的储能增加。当开关管vt1截止时,电感l感应出左负右正的电压,经负载rl和续流二极管 vd1释放电感l中存储的能量,维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在vt1基极上的脉冲宽度确定。
这种电路使用元件少,它同下面介绍的另外两种电路一样,只需要利用电感、电容和二极管即可实现。
7、升压式开关电源
升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管 vt1 导通时,电感l储存能量。当开关管vt1 截止时,电感l感应出左负右正的电压,该电压叠加在输人电压上,经二极管vd1向负载供电,使输出电压大于输人电压,形成升压式开关电源。
8、反转式开关电源
反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管vt1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压,电路均能正常工作。
当开关管 vt1 导通时,电感l 储存能量,二极管vd1 截止,负载rl靠电容c上次的充电电荷供电。当开关管vt1截止时,电感l中的电流继续流通,并感应出上负下正的电压,经二极管vd1向负载供电,同时给电容c充电。
开关电源品牌之维修步骤
1、修理开关电源时,首先用万用表检测各功率部件是否击穿短路,如电源整流桥堆,开关管,高频大功率整流管;抑制浪涌电流的大功率电阻是否烧断。再检测各输出电压端口电阻是否异常,上述部件如有损坏则需更换。
2、第一步完成后,接通电源后还不能正常工作,接着要检测功率因数模块(pfc)和脉宽调制组件(pwm),查阅相关资料,熟悉pfc和pwm模块每个脚的功能及其模块正常工作的必备条件。
3、然后,对于具有pfc电路的电源则需测量滤波电容两端电压是否为380vdc左右,如有380vdc左右电压,说明pfc模块工作正常,接着检测 pwm组件的工作状态,测量其电源输入端vc ,参考电压输出端vr ,启动控制vstart/vcontrol端电压是否正常,利用220vac/220vac隔离变压器给开关电源供电,用示波器观测pwm模块ct端对地的波形是否为线性良好的锯齿波或三角形,如tl494 ct端为锯齿波,fa5310其ct端为三角波。输出端v0的波形是否为有序的窄脉冲信号。
4、在开关电源维修实践中,有许多开关电源采用uc38××系列8脚pwm组件,大多数电源不能工作都是因为电源启动电阻损坏,或芯片性能下降。 当r断路后无vc,pwm组件无法工作,需更换与原来功率阻值相同的电阻。当pwm组件启动电流增加后,可减小r值到pwm组件能正常工作为止。在修一台 ge dr电源时,pwm模块为uc3843,检测未发现其他异常,在r(220k)上并接一个220k的电阻后,pwm组件工作,输出电压均正常。有时候由于外围电路故障,致使vr端5v电压为0v,pwm组件也不工作,在修柯达8900相机电源时,遇到此情况,把与vr端相连的外电路断开,vr从0v变为 5v,pwm组件正常工作,输出电压均正常。
5、当滤波电容上无380vdc左右电压时,说明pfc电路没有正常工作,pfc模块关键检测脚为电源输入脚vc,启动脚 vstart/control,ct和rt脚及v0脚。修理一台富士3000相机时,测试一板上滤波电容上无380vdc电压。 vc,vstart/control,ct和rt波形以及v0波形均正常,测量场效应功率开关管g极无v0 波形,由于fa5331(pfc)为贴片元件,机器用久后出现v0端与板之间虚焊,v0信号没有送到场效应管g极。将v0端与板上焊点焊好,用万用表测量滤波电容有380vdc电压。当vstart/control 端为低电平时,pfc亦不能工作,则要检测其端点与外围相连的有关电路。
总之,开关电源电路有易有难,功率有大有小,输出电压多种多样。只要抓住其核心的东西,即充分熟悉开关电源的基本结构以及pfc及pwm模块的特性,它们工作的基本条件,按照上述步骤和方法,多动手进行开关电源的维修,就能迅速地排除开关电源故障,达到事半功倍的效果。

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