开关电源输出电压低的原因及维护方法

1。 开关电源低电压输出的原因:

(1)220V AC电压输入和整流滤波电路提供给开关管的工作电压不足,超出了脉冲宽度调节电路的控制范围。

(2)负载电路中的过电流导致开关电源的负载增加而输出电压下降。

(3)开/关开关错误,在线扫描电路开始工作后,开关电源立即处于待机状态。 此故障适用于没有备用电源的计算机。 CPu电源来自同一电源,并且不由辅助电源提供。

(4)开/关接口电路的端子由于故障而处于启动和待机之间的状态,这导致开关电源的输出电压低于正常值并且高于待机值。

(5)由于故障,保护电路的端部进入导通状态,导致电源进入弱振动状态,从而导致开关电源的输出电压下降。

(6)整流输出电路中的二极管,滤波电容器和限流电阻损坏,输出电压低。

(7)脉冲宽度调制电路的故障不能正确地响应开关电源的输出电压的变化,并且开关管的基极电压的方向调整不正确,从而导致开关电源的低输出电压。 开关电源。 开关电源。

(8)正反馈电路中正反馈电阻的值发生变化,续流二极管的性能降低或恒流源发生故障,导致正反馈不足,导致振荡周期更长,振荡频率更低,以及 降低开关电源的输出电压。

(9)励磁开关电源由于未获得线路回扫脉冲,所以输出电压低,因此处于低频状态。

2。 确定故障的方法和步骤

从以上分析的原因可以看出,低电压的原因涉及开关电源本身的所有部分以及与开关电源有关的所有电路,并且在维护期间应减小故障范围。

(1)首先测量开关C极的电压,并确认开关电源正常。

(2)根据开关电源每个输出端子的电压确定故障。

某些开关电源的输出电压是正常的,有些低于正常水平。如果故障出在输出电压低的整流输出电路中,则应检查并更换电路中的限流电阻,整流二极管和滤波电容器。 如果限流电阻变热,则表明负载过电流并且已经检查了负载。

开关电源的每个输出均为低电平。这种情况表明负载和整流器输出电路正常,故障可能是由开关电源的正反馈电路,脉宽调节,导通/待机电路和保护电路引起的。

一些输出电压具有较大的减小率,而一些输出电压具有较小的减小率。测量结果表明,电路故障引起的输出电压降较大。此时,可以断开负载。 如果电路断开,则应连接虚拟负载。断开负载后,再次测量开关电源的输出电压。 如果恢复正常,则可以判断开路负载有过电流。如果仍然异常,则表示故障出在整流滤波电路中。

3。 断开主负载并连接灯泡,以确定负载是否有故障。

对于某些在加载后屏幕闪烁且电压不稳定的机器上,很难确定是电源故障还是负载故障。 您可以使用“借用方法”来使用此电源为具有相同尺寸和相同B +电压的另一台计算机加载。判断。

4。 待机启动,正反馈,软启动和负反馈电路。

备用控制电路末端的晶体管一一消除各种保护电路。打开并观察故障是否消除,以逐步缩小故障范围。

注意:请勿断开具有稳压功能的电路(例如光耦合器)。断开保护电路时,请小心并采取措施以防止电压上升。

5, 使用其他方法维修脉冲宽度调节电路。用自制的采样电路替换原始的采样电路,以确定故障范围。

(1)更换后,电压恢复正常,表明故障出在采样电路和光耦合器电路中。

(2)如果电压仍然很低,请断开原始采样电路的B +接入点。 如果电压仍然很低,请检查B +滤波电容器。 确认良好后,可将故障排除在热的底板部分中。首先检查软启动电路是否使开关的B极分流。如果仍然不起作用,请检查正反馈和负反馈电路。

检查热底板的负反馈的方法类似于检查高压的方法,使用的方法是强制B +输出高电平(注意:更改工作点不会导致B +太高)。 高,导致故障扩大))。

简而言之,在电源的维护中,您可以在电压不稳定时使用反向思考,在电压高时降低电压,在电压低时增加电压,并在必要时人为地更改工作点电压。为了找到故障点,维护人员必须灵活。

开关电源的原理以及开关电源的优缺点

开关电源主要包括输入电网滤波器,输入整流滤波器,逆变器,输出整流滤波器,控制电路,保护电路。

它们的功能是:

1。输入电网滤波器:消除电网干扰,例如电动机启动,电气开关,雷击等。它还可以防止由开关电源产生的高频噪声扩散到电网。

2。输入整流器滤波器:对电网的输入电压进行整流和滤波,为转换器提供直流电压。

3。逆变器:它是开关电源的关键部分。它将直流电压转换为高频交流电压,并起到将输出部分与输入电网隔离的作用。

4。输出整流滤波器:对变频器输出的高频交流电压进行整流和滤波,获得所需的直流电压,同时防止高频噪声对负载的干扰。

5, 控制电路:检测输出直流电压,将其与参考电压进行比较,然后放大。振荡器的脉冲宽度被调制以控制转换器以保持输出电压稳定。

6。保护电路:当开关电源中发生过电压或过电流短路时,保护电路将停止开关电源,以保护负载和电源本身。

开关电源首先将交流电整流为直流电,然后将直流电转换为交流电,并在整流后输出所需的直流电。这样,开关电源省略了电压反馈电路中的线性电源和变压器。开关电源中的逆变器电路完全经过数字调整,这也可以实现很高的调整精度。

开关电源的主要优点:体积小,重量轻(体积和重量仅为线性电源的20-30%),效率高(通常为60-70%,线性电源仅为30-40%)以及 具有强大的抗干扰能力,宽输出电压范围,模块化。

开关电源的主要缺点:由于逆变电路中产生的高频电压,会对周围设备造成一定的干扰。需要良好的屏蔽和接地。

经过交流整流后,可获得直流电。但是,由于交流电压和负载电流的变化,整流后获得的直流电压通常会引起20%至40%的电压变化。为了获得稳定的直流电压,必须使用稳压器电路来实现电压调节。根据不同的实现方法,稳压电源可以分为三种:线性稳压电源,相控稳压电源,开关稳压电源。其中,开关电源代表了低碳环保和先进电源的发展趋势。

常用的低压直流开关电源是通过EMI滤波器将220V交流电源直接整流为大约300V的直流电源,然后使用电路控制开关管来切换和切断高速通道。,然后将其转换为高频交流电源,以提供用于电压转换的变压器。生成一组或多组所需的电压,然后对其进行整流,以使所需电压流经直流电。转换为高频交流电的原因是,变压器互感器电路中的高频交流电的效率远远高于50Hz,因此可以将主变压器做得非常小,并使用磁芯。 并非如此。 操作期间非常热。 另外,在高频下,滤波器的存储能量以及滤波器的电容和电感比50 Hz时小得多,并且成本非常低。如果不将50Hz更改为高频,则开关电源毫无意义!开关变压器并不是神秘的,它是普通的磁芯变压器!这是一个开关电源。

开关电源是通过电子技术实现的,其主要环节是:整流成直流电源,将所需电压(主要是稳压)转换成交流电源,再整流成直流电压输出。

开关电源的结构非常小,因为中间没有笨重的变压器和散热器。同时,开关电源的内部全部是电子元件,效率高,发热量少。尽管它具有较大的电磁干扰的缺点,但现在已在欧洲,美国,日本和中国销售,但尚未在开关电源方面走捷径,抗电磁干扰滤波器和屏蔽技术已经存在。

开关电源大致可分为两种:隔离型和非隔离型。 隔离类型必须具有开关变压器,非隔离类型不一定必须具有。

简而言之,开关电源的工作原理是:

1。交流电源输入经过整流并滤波为直流;

2。通过高频PWM(脉冲宽度调制)或脉冲频率调制(PFM)控制开关,并将此DC添加到开关变压器的初级;

3。开关变压器的次级频率产生一个高频电压,该高频电压通过整流和滤波提供给负载。

4。输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,以控制PWM的占空比,达到稳定输出的目的。

输入交流电源时,通常会通过电感和电容滤波器,以滤除对电网的干扰以及对电网的供电。 在相同功率下,开关频率越高,开关变压器的尺寸越小,但对开关管的要求越高; 开关变压器的次级可以具有多个绕组或具有多个抽头的绕组以获得所需的输出; 通常,应增加一些保护电路,例如空载,短路和其他保护功能,否则可能会烧毁开关电源。

开关电源次级不需要桥式整流的原因

开关电源次级不使用桥式整流的原因开关电源次级由于其自身的特性而不使用桥式整流。 开关电源大约有两种类型,一种是正向型,另一种是反激型。次级二极管的作用主要用于整流截止波,以消除反向峰值电压。这两个都是不需要输入电压的波形,因为开关电源具有PWM芯片。

开关电源控制芯片的组成

开关电源控制芯片的组成开关电源控制芯片是开关电源中的一种芯片。 在开关电源出现之前,它们都是线性电源。开关电源是一种高效节能的电源,也是开关电源发展的主流。 由于开关电源的关键组件在高频状态下工作,因此它们不断地接通和关断,因此开关电源来自此处,即电源。

开关电源电路图反激电路拓扑

下图是开关电源电路图的一部分。 这是反激电路的拓扑。 对于次级电路,即开关电源的次级侧电路,二极管D2非常重要。 二极管正在整流并且具有高频率。整流,由于PN结的恢复时间长等。因此,不适合使用普通二极管。 R5,C5和D2构成吸收电路和电感L.

开关电源300v滤波电容器是用万用表DC文件测量的

开关电源300v滤波电容器是用万用表DC文件测量的。 AC文件没有300v测量值。 我们通常测量的交流电流。 220V实际上是交流的有效值。 经过转换和滤波后可获得的直流电压约为311V,但如果负载不能保持最大值,则应直接测量直流滤波电解电容器。

开关电源启动电路原理分析

开关电源启动电路的原理分析在大多数情况下,开关电源启动电路的设计是相似的,但是需要根据开关电源的不同类型来设计启动电路。 介绍以下类别。 自激式开关电源。 结合特定的电路分析,当刚开始供电时,整流后的高压直流电通过电阻器R2和R3添加到开关管T2的基极。

通信开关电源电磁兼容设计的基本要求

通信开关电源在高压大电流开关的工作状态下工作,电磁兼容性问题的原因非常复杂。通信系统的高频信号对开关电源有电磁干扰。 同时,开关电源有其自身的电路设计,PCB布线,组件性能等原因。 它还可能会干扰通信或其他电子和电气设备。其中,根据耦合路径,可分为传导干扰和辐射干扰。 根据电路干扰信号的形式,电力系统中的干扰可分为共模干扰和差模干扰。通常,线路电源线上的任何传导干扰信号都可以表示为两种模式,共模干扰和差模干扰。

在开关电源中,主电源开关管以高压,大电流或高频开关模式工作。 在阻性负载下,开关电压和开关电流的波形近似为方波,并且该波信号包含丰富的高次谐波。高次谐波的频谱可以达到方波频率的1000倍以上。由于电压差会产生电场,电流会产生磁场,谐波频率和富含电流的高频部分会在设备内部产生电磁场,从而导致内部工作不稳定。 设备并降低设备性能。同时,由于电源变压器的漏感和分布电容,以及主电源开关设备的工作状态不理想,当进行高频开关时,高频高压峰值谐波经常产生振荡。高次谐波通过开关管和散热器之间的分布电容引入内部电路,或者通过散热器和变压器辐射到空间。

通信开关电源采用有功功率因数校正。 尽管控制很复杂,但效果与负载无关。 功率因数提高,性能更好。同时,开关电源采用软开关技术以减少电路开关功耗,降低噪声并提高电路效率和可靠性。然而,软开关无损吸收电路主要使用L和C进行能量传输,并使用二极管的单向导电性来实现能量的单向转换。 因此,谐振电路中的二极管成为电磁干扰的主要来源。

在通信开关电源中,通常使用储能电感器和电容器来形成L和C滤波器电路,以过滤差分和共模干扰信号并将AC方波信号转换为平滑的DC信号。由于感应线圈的分布电容减小了感应线圈的自谐振频率,因此大量的高频干扰信号通过感应线圈并沿交流电源线或直流输出线向外传播。随着干扰信号频率的升高,由于导线的电感,滤波电容器的电容和滤波效果持续降低,直到达到谐振频率以上,从而完全失去了电容器的作用并变成了电感性的。滤波电容器和长引线使用不当也是电磁干扰的原因。

DCDC电源转换电路设计注意事项

DC DC电源转换电路设计中需要注意的一些问题,希望对您有所帮助。

首先,了解DC / DC电源的状态

DC / DC电源电路也称为DC / DC转换电路,其主要功能是执行输入和输出电压转换。通常,我们将输入电源电压在72V以内的电压转换过程称为DC / DC转换。普通电源主要分为车载和通讯系列以及一般工业和消费类系列。 前者使用的电压通常为48V,36V,24V等。后者使用的电源电压通常低于24V。不同的应用领域具有不同的规律,例如12V,5V,3。3V,模拟电路电源常用5V 15V,数字电路常用3。3V等,目前的FPGA和DSP也使用低于2V的电压,例如1。8V,1。5V,1。2V等在通信系统中也称为辅助电源。 它从主电源或直流电池组提供直流输入电压。 经过DC / DC转换后,在输出端获得一个或几个DC电压。

第2条:需要知道的DC / DC转换电路的分类

DC / DC转换电路主要分为以下三类:

①稳压器的稳压电路。 ②线性(模拟)稳压电路。 ③开关稳压电路

三,稳压管最简单的电路设计方案

调压电路的电路结构简单,但负载能力差,输出功率小。 通常,它仅为芯片提供参考电压,而不作为电源。

选择稳压器时,通常可以根据以下公式估算:(1)Uz = Vout; (2)Izmax =(1。5-3)ILmax(3)Vin =(2-3)Vout该电路结构简单,可以抑制输入电压的干扰,但是由于稳压器的最大工作电流,所以输出电压不能该电路可任意调节,适用于无需调节输出电压,负载电流小,要求不高。 该电路通常用作不需要高电源电压的芯片的电源。

第4条:基准电压源芯片稳压电路

电压调节器电路的另一种形式,某些芯片对电源电压有更高的要求,例如AD DA芯片的参考电压。 这时,一些常用的电压基准芯片如TL431,MC1403,REF02等。TL431是最常用的参考源芯片。 它具有三端可调并联参考电压源,具有良好的热稳定性。输出电压可以任意设置为Vref(2。5V)至36V范围内的任何值。下图显示了最常用的电路应用,其中Vo =(1 + R1 / R2)Vref。为R1和R2选择不同的值以从2开始。任何5V至36V范围内的电压输出,尤其是当R1 = R2且Vo = 5V时。

其他几个参考电压源芯片电路也类似。

五,了解串联稳压电源的电路

串联稳压器电路是直流稳定电源之一。 实际上,在三端稳压器出现之前,它是直流电源的一种较常见的方法。 在三端稳压器出现之前,级联稳压器通常具有一个OP放大器,而稳压二极管构成一个误差检测电路,如下图所示,在该电路中,OP放大器的反向输入端连接到输出电压检测信号,正输入端子连接到参考电压Vref,Vs = Vout * R2 /(R1 + R2)。由于放大信号δVs为负值,控制晶体管的基极电压下降,因此串联输出电压必须为Vref = Vs = Vout * R2 / /(R1 + R2),调整R1,R2的比值即可 设置所需的输出电压值。

图为这只是三端稳压器的基本原理。 实际上,负载的大小可以用达林顿和其他晶体管代替。 由串联稳压器电路组成的直流稳压电源处理不当。容易振荡。现在没有工程师具有一定的仿真能力。 通常,现在不再使用这种方法,但是集成的三端稳压器电路直接用于DC / DC转换电路中。

第6条:线性(模拟)集成稳压器电路的总体设计方案

线性稳压器电路的设计主要基于三端集成稳压器。三端稳压器主要有两种类型:

输出电压是固定的,称为固定输出三端稳压器。 三端稳压器的常规产品是78系列(正电源)和79系列(负电源)。 输出电压由特定模型中的最后两个参数确定。数字代表5V,6V,8V,9V,12V,15V,18V,24V和其他电平。输出电流通过在78(或79)之后添加字母来区分。L代表0。1A,M表示0。5A,没有字母表示1。5A,例如78L05表是5V 0。1A。

另一种输出电压是可调线性稳压器电路,称为可调输出三端稳压器。 LM317(正输出)和LM337(负输出)系列代表这种类型的芯片。最大输入和输出极限差为40V,输出电压为1。2V-35V(-1。2V--35V)连续可调,输出电流为0。5-1。在图 在图5A中,输出端子与调节端子之间的电压为1。在25V时,调节端子的静态电流为50uA。

基本原理相同,均使用串联稳压电路。在线性集成稳压器中,三端稳压器只有三个端子,具有外部元件少,使用方便,性能稳定,价格低廉的优点,因此得到了广泛的应用。

第七条DC-DC转换开关稳压器电路的设计方案

以上几个DCDC转换电路均为串联反馈调节器电路。 在这种工作模式下,集成稳压器中的稳压器工作在线性放大状态,因此,当负载电流大时,损耗相对较大,即转换效率低。因此,使用集成稳压器的电源电路的功率不会很大,一般仅为2-3W,这种设计方案仅适用于小型电源电路。

采用开关电源芯片设计的DCDC转换电路转换效率高,适用于较大的电源电路。目前,它已被广泛使用。 常用的分为非隔离式开关电源和隔离式开关电源电路。

DCDC转换开关式稳压电路的设计方案。 开关电源芯片设计的DCDC转换电路转换效率高,适用于较大的电源电路。目前,它已被广泛使用。 常用的分为非隔离式开关电源和隔离式开关电源电路。当然,开关电源的基本拓扑包括降压,升压,降压-升压和反激,正向和电桥变化。

非隔离式DCDC开关转换电路的设计方案。

隔离式DCDC开关转换电路的设计方案。

第8条非隔离式dcdc开关转换集成电路芯片的电路设计

DCDC开关转换集成电路芯片,该类型芯片的使用方法与第6条中的LM317非常相似,此处用L4960进行描述,一般使用50Hz的电源变压器进行AC-AC转换,会吗?220V替换开关电源集成转换芯片的输入电压范围为1。2?L4960可进行34V DC-DC转换。 这时,输出电压可以在变化范围内调节到5V,最高40V,最大输出电流可以达到2。5A(它也可以连接到大功率开关以进行电流扩展),并具有全面的保护功能,例如过流保护和过热保护。尽管使用L4960的方法与LM317的方法相似,但L4960的开关电源的效率与线性电源LM317的效率不同。 L4960的最大输出为100W(Pmax = 40V * 2。5A = 100W),但仅消耗高达7W的功率,因此散热器非常小,易于制造。与L4960相似的是L296,基本参数与L4960相同,不同之处在于最大输出电流可以高达4A,并具有更多的保护功能,并且包装形式也有所不同。这类芯片有很多,例如LM2576系列,TPS54350,LTC3770等。 通常,使用这些芯片时,制造商将使用详细的说明和典型电路作为参考。

第9条:隔离式DCDC开关电源模块的电路设计

常用的隔离式DC / DC转换主要分为三类:1。反激转换。2。积极的转变。3。桥梁重建

通常使用单端反激式DC / DC转换器电路,并且这种隔离控制芯片有很多类型。控制芯片的典型代表是常用的UC3842系列。这是一种高性能的固定频率电流控制器,主要用于隔离AC / DC,DC / DC转换电路。它的主要应用原理是:电路由四部分组成:主电路,控制电路,启动电路和反馈电路。主电路使用单端反激拓扑。 它由一个升降压斩波电路和一个隔离变压器组成。 该电路结构简单,效率高,输入电压范围宽。 控制电路是整个开关电源的核心,控制质量直接决定了电源的整体性能。该电路使用峰值电流类型的双环控制,即,峰值电流反馈控制被添加到电压闭环控制系统中。 在这种方案中,选择合适的变压器和MOS管将使功率非常大。 与以前的设计方案相比,电路结构复杂,元件参数的确定更加困难,开发成本较高。 因此,最好在市场上选择更便宜的DC / DC隔离模块。

第10条DCDC开关集成电源模块解决方案

许多微处理器和数字信号处理器(DSP)需要核心电源和输入/输出(I / O)电源。 必须在启动时订购这些电源。设计人员必须在上电和掉电操作期间考虑内核和I / O电压源的相对电压和时序,以满足制造商指定的性能规格。没有正确的电源排序,可能会发生闩锁或电流消耗过大,这可能导致微处理器I / O端口或内存,可编程逻辑设备(PLD),现场可编程门阵列(FPGA)或数据转换控制器等支撑装置损坏。为了确保在驱动I / O负载之前不对内核电压造成偏见,需要跟踪内核功率和I / O功率。现在有一些特殊的电源模块公司量身定制了一些特殊的开关电源模块,主要是那些尺寸小,功率密度高,转换效率高,发热量低,平均无故障工作时间长, 可靠,除了常规的电气性能指标。具有良好性能,较低成本和较高性能的DC / DC电源模块。这些模块结合了实现即插即用解决方案所需的大部分或全部组件,并且可以替换多达40个不同的组件。这简化了集成并加快了设计,同时减小了电源管理部分中的电路板空间。

最传统和常见的非隔离式DC / DC电源模块仍然是单列直插式(SiP)封装。这些开放式解决方案的确在降低设计复杂度方面取得了进步。但是,最简单的方法是在印刷电路板上使用标准封装的组件。

第11条关于选择DCDC功率转换方案的注释

此黄金法则也是本文的总结,非常重要。本文主要介绍几种用于DCDC功率转换的稳压器管式稳压器,线性(模拟)稳压器和DCDC开关稳压器三种电路模式的常见设计方法方案。

①需要注意的是,稳压管的稳压电路不能用作电源,只能用于没有电源要求的片状电源; ②线性稳压电路的电路结构简单,但由于转换效率低,只能用于低功率调节。在电源中; ③开关稳压器电路转换效率高,可用于大功率场合,但局限在于电路结构比较复杂(特别是大功率电路),不利于小型化。因此,在设计过程中,可以根据实际需要选择合适的设计方案。