高頻開關電源就是用通過電路控制開關管進行高速的導通與截止,將直流電轉為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓,從而產生所需要的一組或多組電壓的電源。
高頻開關電源由以下幾個部分組成:
一、主電路從交流電網輸入、直流輸出的全過程,包括:
1、輸入濾波器:其作用是將電網存在的雜波過濾,同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。
2、整流與濾波:將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電,以供下一級變換。
3、逆變:將整流后的直流電變為高頻交流電,這是高頻開關電源的核心部分,頻率越高、體積、重量與輸出功率之比越小。
4、輸出整流與濾波:根據負載需要、提供穩定可靠的直流電源。
二、控制電路一方面從輸出端取樣,經與設定標準進行比較,然后去控制逆變器,改變其頻率或脈寬,達到輸出穩定,高頻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
高頻開關電源主要有以下特點:
1、體積小、重量輕:由于沒有工頻變壓器,所以體積和重量只有線性電源的20-30%。
2、功耗小、效率高:功率晶體管工作在開關狀態,所以晶體管上的功耗小、轉化效率高,一般為60-70%,而線性電源只有30-40%。
高頻開關電源的工作原理:
1、交流電源輸入經整流濾波成直流:
2、通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上;
3、開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供級負載;
4、輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWH占空比,以達到穩定輸出的目的。
交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾;在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽并頭,以得到需要的輸出;一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源。
主要用于工業以及一些家用電器上,如電視機、電腦等
單片開關電源反饋電路的四種基本類型
1、基本反饋電路;
2、改進型基本反饋電路;
3、配穩壓管的光耦反饋電路;
4、配TL431的光耦反饋電路。
配TL431的光耦反饋電路,其電路較復雜,但穩壓性能最佳,這里用TL431型可調式精密并聯穩壓器來代替普通的穩壓管,構成外部誤差放大器,進而對UO作精細調整,可使電壓調整流率和負載調整流率均達到±0.2%,能與線性穩壓電源相媲美。這種反饋電路適于構成精密開關電源。
高頻開關電源模塊損壞的主要原因分析:
1、開關電源模塊沒有按照實際直流負載N+1配置,(負載電流充電電流設定為蓄電池組額定容量10%。);
2、模塊經常處于滿載運行;
3、系統均流原因,引起某個模塊處于滿載運行;
4、機房環境溫度高影響;
5、沒有定期清洗模塊濾網(濾網過臟容易引起模塊穩定,堆積溫度不能及時散出);
6、模塊內灰塵過多(由于灰塵的侵入,堆積造成故障的隱患),可用氣泵清除灰塵;
7、諧波影響。