台达开关电源基本原理介绍

PowerSupplyTheoryIntroductionJan18,2003台達開關電源基本原理介紹概念電源:能夠供給我們電能的裝置.1970年,荷蘭人Neti.R.M.Rao研究發展出來一种非線性轉換式電源供應器,稱為轉換式電源供應器(SwitchingPowerSupply,簡稱SPS),SPS將輸入交流電壓整流濾波後的直流高壓作一定頻率的切換成高壓方波信號.該信號經隔離變壓器轉換成低壓直流,再對其加以整流濾波得到固定直流電壓輸出.由于微電子的迅速發展，如今的用電設備對電源系統的要求在設計上性能品質更加完善，效率更高，重量較輕，体積小，高的功率和智能化。SPS正是這种趨勢下的新技術。SPS除了應用在電子和電腦系統上以外，亦可以用于電視,顯示器,終端.數值工具机.儀器.家用電器,通訊与導彈系統等几乎所有用電領域中。工作原理交流輸入電壓(AC)經EMI濾波電路濾波一些電网來的干擾與雜訊後,直接予以整流與濾波得到高壓直流(DC).再將直流高壓進入方波切割器件(MOSFET)中,切割成50~200KHZ的高頻電壓方波信號.該方波信號進入隔離變壓器初級,而由次級所感應出的低壓交流電勢經整流濾波後,得到低壓穩定直流輸出,供給負載.不管輸入電壓有無變化或輸出負載是否變動,都要保持輸出直流電壓的穩定.因此,經直流輸出監控電路對輸出電壓加以監控,并把信號回饋給PWM邏輯控制電路調整占空比.從而調整輸出電壓達到穩定效果.當負載發生故障(如:短路,過載等)時可通過保護電路把信號迅速回饋給PWM邏輯控制電路使方波切換元件停止工作,達到保護的功能.變壓器整流器濾波器控制回路ACINDCOUTLinear方框圖SPS方框圖隔離變壓器整流濾波電路直流輸出DCOUT高壓方波切割元件PWM邏輯控制電路保護電路控制電路EMI濾波電路高壓整流濾波ACINInputEMISectionCY1CY2CX1CX2RL1differentialmodechockFL1commonmodechockLineNeutralNTCACSourceF1PEPEACRectificationSectionC2C1R2R1DB1Z1Z2SwitchB+P1P2NTCPWMSECTIONR4R5RsR3R1RTD1C2CTC4C1C3Q1IC2IC1GNDGNDGNDGNDGNDGNDCSCTRefCompR2OutVccGNDGNDGNDGNDVrefVrefVrefUC3843BNFBVCCC5GNDOutputConverterSectionC2C1L1D2D3R1RsQ1D1PGNDR2T1CR1R3C3CR2L2C4DCOUTPUTSGNDB+Mag-AmpRegulatorSection12AB21BA12SR1W10100V2.2KpFL302L3036.3V2200uF6.3V2200uFTL4311/4W4701/4W18K1/4W22050V0.22uF1/4W10K1/4W12SA562TM1N41481N4148D150V0.1uF1/4W2.2K1/4W27.4K1/4W101/4W9.31KGNDGND+3.3V+3.3VSTransformer12OutputMonitorSectionR1IC1+5VSBR2C4C1C6D1R5C3R6R7+5VSBPS_ONR3R9C5SGND+5V+12V-12V-5V+3.3VR4R5C2SGNDC7D2SGNDSGNDR8+5V+5VSBSGNDSGNDSGNDSGNDSGNDDNA100212345678910111213141516ThermalManagementSectionR24.3KR3*R1620FANNTC5KQ1ZD15.7-6VSGND+12V-12VAStand-byPowerSectionT901MOSFETD1C1R1ZD2RsR6R2Q1C4C3R4CR1D2L1C6C2R3VCCPGNDPGNDPGNDPGNDPGNDPGNDR5ZD1C5IC1TL431R9R7R8IC1C7B++5VSB123456DPSN-96BP-1A