【正文】 現(xiàn)在，大多數(shù)的外設(shè)都使用開關(guān)電源進(jìn)行變壓。 開關(guān)電源故障檢查 電路稍加變動(dòng)，亦可用高電平封鎖PWM信號(hào)。比較器的基準(zhǔn)可調(diào)，以便調(diào)節(jié)缺相動(dòng)作閾值。三相平衡時(shí)，R1～R3結(jié)點(diǎn)H電位很低，光耦合輸出近似為零電平。由于電流互感器檢測(cè)成本高、體積大，故開關(guān)電源中一般采用電子缺相保護(hù)電路。當(dāng)電源處于缺相運(yùn)行時(shí)，整流橋某一臂無電流，而其它臂會(huì)嚴(yán)重過流造成損壞，同時(shí)使逆變器工作出現(xiàn)異常，因此，必須對(duì)缺相進(jìn)行保護(hù)。如將電路稍加變動(dòng)，亦可使比較器輸出高電平封鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)其正向端輸入低電平時(shí)，比較器輸出低電平封鎖PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。取樣電壓可以直接從輔助控制電源整流濾波后取得，它反映輸入電源電壓的變化，比較器共用一個(gè)基準(zhǔn)電壓，調(diào)整R1可以調(diào)節(jié)過、欠壓的動(dòng)作閾值。根據(jù)有關(guān)資料分析表明[5]，電子元器件溫度每升高2℃，可靠性下降10%，溫升50℃時(shí)的工作壽命只有溫升25℃時(shí)的1/6，為了避免功率器件過熱造成損壞，在開關(guān)電源中亦需要設(shè)置過熱保護(hù)電路。因此對(duì)輸入電源的上限和下限要有所限制，為此采用過壓、欠壓保護(hù)以提高電源的可靠性和安全性。為了提高延遲時(shí)間的準(zhǔn)確性及防止繼電器動(dòng)作抖動(dòng)振蕩，延遲電路可采用圖3所示電路替代R2C2延遲電路。電源接通瞬間，輸入電壓經(jīng)整流（D1～D4）和限流電阻R1對(duì)濾波電容器C1充電，防止接通瞬間的浪涌電流，同時(shí)輔助電源Vcc經(jīng)電阻R2對(duì)并接于繼電器K線包的電容器C2充電，當(dāng)C2上的電壓達(dá)到繼電器K的動(dòng)作電壓時(shí)，K動(dòng)作，電源進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)主變壓器輔助繞組產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，使晶閘管導(dǎo)通并短路限流電阻R1，開關(guān)電源處于正常運(yùn)行狀態(tài)。在電源接通瞬間，輸入電壓經(jīng)整流橋（D1～D4）和限流電阻R1對(duì)電容器C充電，限制浪涌電流。防浪涌軟啟動(dòng)電路通常有晶閘管保護(hù)法和繼電器保護(hù)法兩大類。在電源接通瞬間如此大的浪涌電流，重者往往會(huì)導(dǎo)致輸入熔斷器燒斷或合閘開關(guān)的觸點(diǎn)燒壞，整流橋過流損壞；輕者也會(huì)使空氣開關(guān)合不上閘[4]。同時(shí)，在同一開關(guān)電源電路中，設(shè)計(jì)多種保護(hù)電路的相互關(guān)聯(lián)和應(yīng)注意的問題也要引起足夠的重視。 引 言 　　評(píng)價(jià)開關(guān)電源的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)該是以安全性、可靠性為第一原則[3]。 開關(guān)電源保護(hù)電路的研究 開關(guān)電源的熱設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品所處的工作環(huán)境及實(shí)際的工作狀態(tài)并將上述幾種方法綜合運(yùn)用才能設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)又能充分保證半導(dǎo)體散熱的開關(guān)電源產(chǎn)品。結(jié)語在垂直方向上則發(fā)熱小的器件排在最低層而發(fā)熱大的器件排在較高處。但與開關(guān)電源的外殼或其它部件至少應(yīng)留有1cm以上的距離。發(fā)熱元件的布局的基本要求是按發(fā)熱程度的大小，由小到大排列，發(fā)熱量越小的器件越要排在開關(guān)電源風(fēng)道風(fēng)向的上風(fēng)處，發(fā)熱量越大的器件要越靠近排氣風(fēng)扇。另有一種銅芯pcb，基板的中間層是銅板絕緣層采用高導(dǎo)熱的環(huán)氧玻纖布粘結(jié)片或高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂，它是可以雙面貼裝smd元件，大功率smd元件可以將smd自身的散熱片直接焊接在金屬pcb上，利用金屬pcb中的金屬板來散熱。隨著開關(guān)電源的小型化，表面貼片元件廣泛地運(yùn)用到實(shí)際產(chǎn)品中，這時(shí)散熱片難于安裝到功率器件上。金屬pcb強(qiáng)制風(fēng)冷是利用風(fēng)扇強(qiáng)制空氣對(duì)流，所以在風(fēng)道的設(shè)計(jì)上同樣應(yīng)使散熱片的葉片軸向與風(fēng)扇的抽氣方向一致，為了有良好的通風(fēng)效果越是散熱量大的器件越應(yīng)靠近排氣風(fēng)扇，在有排氣風(fēng)扇的情況下，散熱片的熱阻如下表所示：在開關(guān)電源的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，通常采用自然風(fēng)冷與風(fēng)扇強(qiáng)制風(fēng)冷二種形式。自然風(fēng)冷與強(qiáng)制風(fēng)冷v：動(dòng)粘性系數(shù)（m2/sec）,空氣物理性質(zhì)。nu=*√[(vl)/v’]*3√prnu：空氣流速系數(shù)。l：散熱器高度（m）λ:熱電導(dǎo)率（kcal/m2h）空氣物理性質(zhì)α=nu*λ/l()α：熱傳導(dǎo)系數(shù)，是由空氣的物理性質(zhì)及空氣流速?zèng)Q定。δt:散熱器溫度與周圍環(huán)境溫度（ta）的差（℃）s=(δt*α)(m2)⑤散熱器表面積計(jì)算如上圖所示：但如果過于追求散熱器的表面積而使散熱器的叉指過于密集則會(huì)影響到空氣的對(duì)流，熱空氣不易于流動(dòng)也會(huì)降低散熱效果。 散熱器的散熱面積設(shè)計(jì)值如下圖所示：散熱器熱阻抗θf與散熱器的表面積、表面處理方式、散熱器表面空氣的風(fēng)速、散熱器與周圍的溫度差有關(guān)。④散熱器熱阻抗θf下表中列出幾種常用半導(dǎo)體封裝形式的θs+θc典型應(yīng)用包括cpu散熱片，功率轉(zhuǎn)換模塊或者其它任何簧片固定的硅油應(yīng)用場(chǎng)合，它可涂布在鋁質(zhì)基材的兩面，可單面附膠，雙面附膠或不附膠。其傳熱效果與硅油相當(dāng)，但沒有硅油帶來的污垢，環(huán)境污染和難于操作等缺點(diǎn)。在半導(dǎo)體和散熱器之間涂上硅油可以增大接觸面積，排除接觸面之間的空氣而硅油本身又有良好的導(dǎo)熱性，可以大大降低接觸熱阻抗θc。②接觸熱阻抗θc是由半導(dǎo)體、粗糙度、接觸面積、安裝方式都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響。①pn結(jié)與外部封裝間的熱阻抗(又叫內(nèi)部熱阻抗)θi是由半導(dǎo)體pn結(jié)構(gòu)造、所用材料、.θja=θi+θs+θc+θf(4)又因?yàn)棣萣比θs+θc+θf大很多,故可近似為θja=θi+[θb*(θs+θc+θf)]/(θb+θs+θc+θf)(3)根據(jù)圖2熱阻等效回路,全熱阻可寫為:θb:外部熱阻抗(外殼封裝與空氣)θi:內(nèi)部熱阻抗(pn結(jié)接合部與外殼封裝)θf:散熱器的熱阻抗(散熱器與空氣)θc:接觸熱阻抗(半導(dǎo)體和散熱器的接觸部分)θs:絕緣墊熱阻抗tc:預(yù)定的工作環(huán)境溫度ta:環(huán)境溫度tjmax:功率管最大容許節(jié)溫tj:功率管節(jié)溫pc(max):功率管的額定最大損耗pc:功率管工作時(shí)損耗pcmax(tc)=(tjmaxtc)/θjc(w)(2)pcmax(ta)=(tjmaxta)/θja(w)(1)半導(dǎo)體結(jié)溫公式如下式如示：由于散熱器是開關(guān)電源的重要部件,雖然銅的熱導(dǎo)率比鋁高2倍但其價(jià)格比鋁高得多,由于半導(dǎo)體器件所產(chǎn)生的熱量在開關(guān)電源中占主導(dǎo)地位,其熱量主要來源于半導(dǎo)體器件的開通、,采用零開關(guān)變換拓?fù)浞绞疆a(chǎn)生諧振使電路中的電壓或電流在過零時(shí)開通或關(guān)斷可最大限度地減少開關(guān)損耗但也無法徹底消除開關(guān)管的損耗故利用散熱器是常用及主要的方法.它們工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,如果不能把這些熱量及時(shí)地排出并使之處于一個(gè)合理的水平將會(huì)影響開關(guān)電源的正常工作,熱設(shè)計(jì)在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中是必不可少的重要一個(gè)環(huán)節(jié)。更新日期：20090315 17:58 分類：綜合電源技術(shù) 標(biāo)簽：開關(guān)電源 明緯電源 開關(guān)電源廠 　　盡管開關(guān)電源技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的邊緣技術(shù)，涉及電力電子、半導(dǎo)體器件、綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)（微處理器）技術(shù)和電磁技術(shù)等諸多領(lǐng)域，但是只要掌握一些背景知識(shí)和基本原理，對(duì)開關(guān)電源性能的優(yōu)劣判斷，還是不難把握的.同樣，接口的類型也從一個(gè)側(cè)面反映電源技術(shù)含量的高低，總體而言，以太網(wǎng)接口優(yōu)于ＲＳ４８５接口，ＲＳ４８５接口優(yōu)于ＲＳ２３２接口。對(duì)無人值守的通信站而言，這無疑是衡量電源品質(zhì)的一個(gè)重要依據(jù)。是否采用進(jìn)口名牌防雷元器件（如ＯＢＯ、ＤＥＨＮ、ＦＵＲＳＥ等），也是保證系統(tǒng)將來能否可靠穩(wěn)定的依據(jù)。而最大電流自動(dòng)均流法既能實(shí)現(xiàn)電源模塊的自動(dòng)均流，又可以實(shí)現(xiàn)電源模塊的冗余，電源模塊的退出與增加均不影響系統(tǒng)的正常工作，均流母線的開路、短路以及模塊的損壞都不會(huì)影響系統(tǒng)其他模塊的正常工作。　?。矗?fù)載均流是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它使得模塊并機(jī)的輸出不平衡程度減少，并使得系統(tǒng)具備冗余容錯(cuò)能力，易于構(gòu)成大容量的通信電源系統(tǒng)。相移控制的全橋變換電路，綜合恒頻控制技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒頻控制，實(shí)現(xiàn)輸出電壓或電流的大范圍無級(jí)調(diào)節(jié)，在功率器件換流瞬間，實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)換流。 　?。玻此捎米冾l控制（ＰＦＭ）還是恒頻控制（ＰＷＭ）。 　　二、電路原理 　?。保?要看它采用硬開關(guān)技術(shù)還是軟開關(guān)技術(shù)。管芯直接焊接在基板上，可以提高散熱效率，降低寄生電感、電容和熱阻。絕緣柵極雙極晶體管在結(jié)構(gòu)上類似于功率場(chǎng)效應(yīng)管，其不同點(diǎn)在于絕緣柵極雙極晶體管是在Ｎ溝道功率場(chǎng)效應(yīng)管的Ｎ＋基板（漏極）上增加了一個(gè)Ｐ＋基板（絕緣柵極雙極晶體管的集電極），這一點(diǎn)改進(jìn)就使得絕緣柵極雙極晶體管具有一系列的突出優(yōu)點(diǎn)：正向偏置，輸入阻抗高，導(dǎo)通電阻低，耐壓高，安全工作區(qū)大以及開關(guān)速度高等。這里需要說明的是，功率場(chǎng)效應(yīng)管由于單極性多子導(dǎo)電，顯著地減小了開關(guān)時(shí)間，所以很容易地達(dá)到１ＭＨｚ的開關(guān)工作頻率。　　一、功率器件 　　開關(guān)電源技術(shù)屬于電力電子技術(shù)，它運(yùn)用功率變換器進(jìn)行電能變換，因而從功率器件的類型上很容易推斷出產(chǎn)品大致的研發(fā)年代。由于電源的性能直接影響著系統(tǒng)的可靠性，因此正確判別開關(guān)電源的優(yōu)劣也就顯得尤為重要。更新日期：20090323 13:03 分類：綜合電源技術(shù) 標(biāo)簽：開關(guān)電源 明緯電源 開關(guān)電源廠 　　開關(guān)電源輕載或空載時(shí)，輸出MOSFET導(dǎo)通時(shí)間很短，為了使輸出電壓保持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，該開關(guān)電源必須外加一個(gè)很小的負(fù)載。在印刷電路板上，控制腳外接電容器能夠把較大的浪涌電流傳輸?shù)接|發(fā)器和關(guān)斷鎖存器。 　　開關(guān)關(guān)斷時(shí)，為了減小漏極峰值電壓和漏極沖擊激勵(lì)振蕩電壓，漏感較大的高頻變壓器初級(jí)必須加入阻尼電阻。因此，應(yīng)選擇電流放大率范圍接近100％的光耦。 　　光耦工作在線性狀態(tài)，起隔離作用，如果所選的光耦的電流放大率上限超過200％，容易造成TOPSwitch過壓保護(hù)。1％。對(duì)芯片的選擇主要是考慮功率的需要，輸出功率PO約為110W，考慮一定的裕度，本方案選擇TOP226Y芯片，具體實(shí)現(xiàn)電路如圖2所示。通過一個(gè)變壓器的多副邊繞組得到所需要的雙路輸出電壓，另外，兩路輸出電壓處在不同電位上，他們之間的電壓差很大，因此，變壓器的隔離度要求很高，這也是該電源的一個(gè)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)。光耦供電電壓可以利用變壓器次級(jí)輸出電壓供電。TL432是一個(gè)有良好熱穩(wěn)定性的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源，它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意設(shè)置從Vref（）到36V范圍內(nèi)的任何 值。 　　TOPSwitch－Ⅱ的應(yīng)用 　　依據(jù)TOPSwitch電路的特性，本文實(shí)現(xiàn)了一路高壓與一路低壓的雙路輸出電源。脈寬調(diào)制器是這類開關(guān)電源的核心，它能產(chǎn)生頻率固定而脈沖寬度可 調(diào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制功率開關(guān)管的通斷狀態(tài)，以調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，達(dá)到穩(wěn)壓目的。 　　脈 沖調(diào)制式開關(guān)電源的基本原理如圖1所示。通過高頻變壓器使輸出端與電網(wǎng)完全隔離，真正實(shí)現(xiàn)了無功頻變壓器TOPSwitch －Ⅱ不需要外接大功率的過流檢測(cè)電阻，也不必提供啟動(dòng)時(shí)的偏置電流。 　　TOPSwitch－Ⅱ工作原理 　　TOPSwitch －Ⅱ系列可廣泛應(yīng)用于各種通用及專用開關(guān)電源、待機(jī)電源、開關(guān)電源模塊中。由于漏感引起的反峰電壓反射到變壓器的初級(jí)，將直接加在漏極上，而反峰電壓與輸出電壓有關(guān)，即輸出電壓 越高，反峰電壓也越高，對(duì)于漏極與源級(jí)之間耐壓只有幾百伏的TOPSwitch器件來說，過高的電壓很容易將其擊穿，因此，采用TOPSwitch器件制 作的開關(guān)電源，大多數(shù)采用低壓小功率輸出。更新日期：20090324 11:45 分類：綜合電源技術(shù) 標(biāo)簽：開關(guān)電源 明緯電源 開關(guān)電源廠有些開關(guān)電源很復(fù)雜，元件密密麻麻，很多保護(hù)和控制電路，在沒有技術(shù)支持的情況下，維修起來是一件很頭疼的事。負(fù)載繞組在提供電能的同時(shí)，也肩負(fù)起穩(wěn)定電壓的能力，其原理是在電壓輸出電路接一個(gè)電壓取樣裝置，監(jiān)測(cè)輸出電壓的變化情況，及時(shí)反饋給振蕩電路調(diào)整振蕩頻率，從而達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的，為了避免電路的干擾，反饋回振蕩電路的電壓會(huì)用光電耦合器隔離。 開關(guān)電源振按蕩方式分，可以分為自激式和它激式兩種，自激式是無須外加信號(hào)源能自行振蕩，自激式完全可以把它看作是一個(gè)變壓器反饋式振蕩電路，而它激式則完全依賴于外部維持振蕩，在實(shí)際應(yīng)用中自激式應(yīng)用比較廣泛。在談開關(guān)電源之前，先熟悉一下變壓器反饋式振蕩電路，能產(chǎn)生有規(guī)律的脈沖電流或電壓的電路叫振蕩電路，變壓器反饋式振蕩電路就是能滿足這種條件的電路；它于基本放大電路與一個(gè)反饋回路組成，其中CL1組成一個(gè)并聯(lián)諧振選頻電路，在電路通電的瞬間VT導(dǎo)通，此時(shí)在CL1組成的并聯(lián)諧振電路上產(chǎn)生非常豐富的諧波，當(dāng)外加頻率和并聯(lián)諧振電路的固有頻率相等時(shí),電路進(jìn)入振蕩狀態(tài)，并通過L3反饋到VT的基極進(jìn)一步放大，最終形成有規(guī)律的脈沖電流或電壓輸出到負(fù)載RL上。開關(guān)電源實(shí)質(zhì)就是一個(gè)振蕩電路，這種轉(zhuǎn)換電能的方式，不僅應(yīng)用在電源電路，在其它的電路應(yīng)用也很普遍，如液晶顯示器的背光電路、日光燈等。 開關(guān)電源是一種電壓轉(zhuǎn)換電路，主要的工作內(nèi)容是升壓和降壓，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品。 開關(guān)電源的基本原理分析 當(dāng)前，世界上許多國家都在致力于數(shù)兆Hz的變換器的實(shí)用化研究。這種開關(guān)方式稱為諧振式開關(guān)。其中，為防止隨開關(guān)啟閉所發(fā)生的電壓浪涌，可采用RC或LC緩沖器，而對(duì)由二極管存儲(chǔ)電荷所致的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器。然而，開關(guān)速度提高后，會(huì)受電路中分布電感和電容或二極管中存儲(chǔ)電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲。目前市場(chǎng)上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的１００kHz、用ＭＯＳ－ＦＥＴ制成的５００kHz電源，雖已實(shí)用化，但其頻率有待進(jìn)一步提高。到了１９６９年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復(fù)時(shí)間的縮短等元器件改善，終于做成了２５千赫的開關(guān)電源。三、混合調(diào)制導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。按TRC控制原理，有三種方式：一、脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation,縮寫為PWM）開關(guān)