LLC开关电源原理图(m51995ap开关电源原理图)

开关电源,简称SMPS,常用作控制电路的电源,如PLC、传感器、指示灯等,具有较高的效率,通常是将功率从交流传输到直流,根据特定项目的需求转换电压和电流。

LLC开关电源原理图(m51995ap开关电源原理图)

而作为一名合格的维修电工,懂得开关电源的电路也是一个加分项!

今天,我就来给大家讲讲开关电源的五脏六腑,带大家认识开关电源的内部电路。

相对于线性电源开关电源的电路比较复杂,它通常可以分为五部分,从输入到输出依次是12345,如下图1所示。

LLC开关电源原理图(m51995ap开关电源原理图)

图1

第1部分是主输入保护和滤波器。第2部分是全桥整流桥以及电源的初级滤波器。第3部分是开关晶体管,通常使用两个,但有时是只有一个,如下图2所示。

LLC开关电源原理图(m51995ap开关电源原理图)

图2

第4部分是变压器,这里的变压器要比线性电源的小得多,此外还包含第二个整流器二极管。最后的第5部分是输出滤波线圈和电容器,还有反馈电路

#01

第1部分的输入端中,通常装有保险丝,如下图3所示。几乎所有的开关电源都有某种安全保险丝,用作短路和过载保护,若发生短路或过电流等,保险丝会熔断,保护电路。

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图3

输入端还有一个输入滤波器,称为EMC滤波器,如下图4所示,表示电磁兼容性。这个滤波器由一些高压电容器和一对1:1扼流圈组成,可以过滤掉高频噪音。

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图4

220V的交流输入是正弦波,但这信号可能带有很多高频干扰,通过EMC滤波器可以明显去除这些干扰信号。

#02

第2部分是整流桥和初级滤波器(即滤波电容),如下图5所示。有的开关电源的整流桥是4个二极管,像下图中的这种集成的整流桥,一个就相当于4个二极管。

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图5

整流桥将交流电整流成脉动直流电,而滤波电容可以改善电压波形,通常输出320V直流电,约为220V交流电的峰值。

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图6

#03

第3部分是开关管(一般是MOS管)和它周围的所有数字部件,如上图6所示。开关管用于切换电压和产生高频信号,它通常放置在PCB的外侧,并通过铝板连接到金属外壳上,便于散热。另外,有的开关电源只有一个开关晶体管,如下图7所示。

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图7

开关管的栅极由PWM控制器控制,这里就是IC控制器。不同开关电源的控制器也会不一样,如下图8所示。

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图8

第2部分的滤波电容输出320V的近似直流电,来到第3部分的开关管,并在开关管的输出端产生高频信号,这些高频信号来到第4部分的变压器和整流二极管,如下图9所示。

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图9

#04

和开关管一样,有的低功率电源也只有一个整流管,如下图10所示。变压器输出的高频脉冲被整流管整流,然后输出直流方波。

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图10

#05

直流方波来到第5部分的次级LC滤波器,如下图11所示,它由线圈和低压电容组成。LC滤波器将输出电压变得平滑,达到所需的直流值。

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图11

若想要一个更稳定的输出电压,就必须要有一个从输出到PWM驱动器的反馈。反馈电路通常使用光耦,,如下图12所示。光耦还起到隔离高压输入和低压输出的作用。光耦将来自低压输出的反馈连接回控制高压MOS管的驱动器。

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图12

总的来说,就是第一个模块将接收交流高压,并用保险丝保护电路,然后使用EMC滤波器过滤掉高频噪声,并得到一个干净的正弦波。

正弦波被传递给全桥整流器,被整流成脉动电压,脉动电压经滤波电容后产生高压直流电。然后控制器和MOS管将把这个高压直流切碎成快速直流脉冲,这些脉冲施加到变压器线圈上。

基于变压器线圈的充电和放电,变压器将产生高频交流信号。高频交变信号来到第二个半波整流器,变成直流信号。这个直流电压的大小可以通过PWM信号来控制。

最后用线圈和电容器对直流电压进行滤波,就可以得到较低且稳定的直流电压。反馈持续将输出电压反馈到控制器,以便始终保持输出电压不变。

不同的开关电源可能会有一些不同的组件,且反馈电路也不一定要用到光耦,但它们的工作原理基本大同小异。

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以上就是开关电源的内部电路讲解,你学会了吗?

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