大功率开关电源设计原理

相信大家对开关并不陌生吧，我们的身边到处都有开关，比如插座上有开关，电视机上有开关，电风扇上有开关等。由于开关的存在，我们可以轻易地掌握这些东西的使用和关闭。其实开关的原理十分简单，它是电源和电器之间的阀门，所以开是连接电源，关是关闭电源。今天我们将要讨论的是这种我们常见东西的设计，它就是大功率开关电源设计。电源的总体方案大功率开关电源主要由功率主电路、DSP控制回路以及其它辅助电路组成。开关电源的主要优点在“高频”上。通常滤波电感、电容和变压器在电源装置的体积和重量中占很大比例。从“电路”和“电机学”的有关知识可知，提高开关频率可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效地降低电源装置的体积和重量。整流滤波电路的设计本文设计的是1000W大功率电源。为了减小电源的输入滤波电容，本文使用的输入整流滤波是通过三相桥式整流和谐振元件组成。在大功率电源的设计中，常用的输出整流滤波分为桥式整流和全波整流。桥式整流电路相比较于全波整流除了适合输出电压比较高的电路之外，还具有使变压器结构简单和降低整流管电压的作用，所以桥式整流电路在输出滤波上更好。电路结构框图主电路包括输入整流滤波、高频逆变和输出整流滤波三个部分。控制电路包括监控单元、控制和保护单元、辅助电源和反馈四个部分。三相交流输入电首先要经过EMI整流滤波，其作用主要是是滤除功率管开关产生的电压电流尖峰和毛刺，减小对系统的干扰。然后再将信号送到全桥整流滤波电路，它采用了LC滤波，其主要作用是延长了电流导通时间，限制了电流峰值，从而达到提高电源的输入功率因数的目的。除此之外，电阻1R和2R存在的目的是为了平衡串联电容上的电压，维持系统稳定。而高频电容与电解电容的并联是为了滤除高频谐波，同时也弥补了电解电容在高频特性方面的不足。详解设计开关电源1.首先确定功率。根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。注：在这里我会更多的选择是经验公式来计算，有需要分析的，可以拿出来再讨论。2.当我们确定用flyback拓扑进行设计以后，我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。对里面的计算我还会进行分解。分立式：PWMIC与MOS是分开的，这种优点是功率可以自由搭配，缺点是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说);集成式：就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里，省去设计者很多的计算和调试分步，适合于刚入门或快速开发的环境。3.确定所选择的芯片以后，开始做原理图(sch)。在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计，原因为何(因为我们是销售这一颗芯片的)?设计之前最好都先看一下相应的datasheet，自己确认一下简单的参数：无论是选用PI的集成，或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet，一般datasheet里都会附有简单的电路原理图，这些原理图是我们的设计依据。4.当我们将原理图完成以后，需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。当然不同的公司不同的流程，我们需要遵守相应的流程，养成一个良好的设计习惯，这一步可能会有初步评估，原理图确认，等等，签核完毕后就可以进行计算了。在这个信息时代，电力是不可缺少的，甚至可以说是信息时代的核心。第二次工业革命，电源的出现和使用给人们的生活带来巨大的便利。但是电源是不可控制的，所以开关电源的出现也是一次伟大发明，因为它，我们人类才能自如的掌控电源。虽然开关电源我们是十分熟悉的，但是大功率开关电源设计我们并不熟悉，想要了解的可以参考上面的介绍。以上就是有关大功率开关电源设计的相关内容，希望能对大家有所帮助！

变频器开关电源维修步骤与个别案例介绍

自第二次工业革命，人类由此进入“电气时代”。到如今，我们的日常生活早已离不开电气产品。那么，今天就小编一起来学学变频器开关电源维修的步骤有哪些。电源是每一个电路的重要组成部分，担负着为电路提供能量的重要作用，它是设备能够正常运行的重要保障。变频器开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。开关电源的几个维修步骤如下：1、检测整流电路D1—D4是否击穿或断路，滤波电路的电容是否损坏，平衡电阻R1、R2是否正常，降压电阻R3是否烧断或阻值增大失效(断电情况下测试)。2、检测开关管b-e结、c-e结是否有击穿短路现象、测量开关变压器各个绕组是否有短路现象，以确定开关管、及开关变压器的好坏(断电情况下测试)。3、检测次级输出绕组的整流滤波元件，重点察看滤波电容是否鼓包或损坏，以排除次级电路短路的可能。4、检测吸收回路D5、R11、C9是否正常(断电情况下测试)。5、在确定上述元件正常的情况下，我们可以把开关电源板从变频器上取下单独对其进行加电试验。用调压器缓缓地调至开关电源的额定电压值，此时应能听到变压器起振时的吱吱声，如没有听到起振的声音，用万用表检测UC3844的电源正、负级之间是否有12V—16V左右的直流电压。6、在确定UC3844的供电端电压正常后，可用示波器察看一下UC3844的6脚是否有PWM波输出到开关管的触发端(根据电路设计的不同，PWM波的频率一般在20KHZ—100KHZ之间)。7、如果没有PWM波输出，则更换定时元件C5、R8、C6或UC3844。经过上述几个步骤的排除，开关电源应该可以正常工作了。在变频器中，开关电源的种类很多，但基本原理都是一样的，比如说每个PWM管理芯片都有供电端、定时元件RC网络、输出PWM波的端口等，只要我们了解了它们的工作原理，按照一定的方法步骤都能够把故障排除掉。【案例】变频器（故障现象：上电无显示）经检测发现电源主回路、充电电阻、主回路接触器都正常，故障确定在电源板。按照维修步骤对开关电源板进行测量。第一步测量通过，第二步测量通过，第三步测量通过，第四步测量通过，然后单独对电源板加电测量PWM调制芯片的电源端对地有12.5V左右的电压，说明供电正常。用示波器看芯片的PWM输出端，发现没有PWM调制波形。更换PWM调制芯片后，上电试验正常，故障排除。综上所述，我们主要的步骤是检测整流电路是否正常;开关管的好坏;次级输出绕组的整流滤波元件;吸收回路是否正常;变频器单独进行电试验。按照一定的方法步骤都能把故障排除掉。所以我们一定要养成习惯：发现坏元件后不要急于更换试机，一定要把功率大的、容易坏的元件都测试一下，确定没问题后再试机，这样既安全又保险