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一文带你了解应急电源各功用电路(图)

144°c 2020年05月07日 18:16 应急电源车 0条评论
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一文带你了解应急电源各功用电路(图)摘要:

一、应急电源的电路组成 的首要电路是由输入电磁搅扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率改换电路、PWM操控器电路、输出整流滤波电路组成。辅佐电路有输入过欠压维护电路、输出过欠压维护电路、输出过流维护电路、输出短路维护电路等。 应急电源的电路组成方框图如下:...

总字数:4700

一、应急电源的电路组成

的首要电路是由输入电磁搅扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率改换电路、PWM操控器电路、输出整流滤波电路组成。辅佐电路有输入过欠压维护电路、输出过欠压维护电路、输出过流维护电路、输出短路维护电路等。

应急电源的电路组成方框图如下:

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二、输入电路的原理及常见电路

1、AC 输入整流滤波电路原理:

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①防雷电路:当有雷击,发作高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行维护。当加在压敏电阻两头的电压超越其作业电压时,其阻值下降,使高压能量耗费在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3 会焚毁维护后级电路。

②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络首要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行按捺,避免对电源搅扰,一同也避免电源自身发作的高频杂波对电网搅扰。当电源敞开瞬间,要对 C5充电,因为瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有用的避免浪涌电流。因瞬时能量全耗费在RT1电阻上,必定时刻后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它耗费的能量十分小,后级电路可正常作业。

③整流滤波电路:沟通电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯洁的直流电压。若C5容量变小,输出的沟通纹波将增大。

2、 DC 输入滤波电路原理:

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①输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络首要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行按捺,避免对电源搅扰,一同也避免电源自身发作的高频杂波对电网搅扰。C3、C4 为安规电容,L2、L3为差模电感。

② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间,因为 C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。假如C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上发作的压降增大,Q1导通使 Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时刻焚毁,以维护后级电路。

三、功率改换电路

1、 MOS管的作业原理:

现在使用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是使用半导体外表的电声效应进行作业的。也称为外表场效应器材。因为它的栅极处于不导电状况,所以输入电阻能够大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是使用栅源电压的巨细,来改动半导体外表感生电荷的多少,然后操控漏极电流的巨细。

2、常见的原理图:

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3、作业原理:

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力削减,EMI削减,不发作二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易发作尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一同,能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参加当前作业周波的占空比操控,因而是当前作业周波的电流约束。当R5上的电压到达1V时,UC3842中止作业,开关管Q1当即关断。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一同组成RC网络,电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小,易引起振动,电磁搅扰也会很大;R1过大,会下降开关管的开关速度。Z1一般将MOS管的GS电压约束在18V以下,然后维护了MOS管。 

Q1的栅极受控电压为锯形波,当其占空比越大时,Q1导通时刻越长,变压器所贮存的能量也就越多;当Q1截止时,变压器经过D1、D2、R5、R4、C3开释能量,一同也到达了磁场复位的意图,为变压器的下一次存储、传递能量做好了预备。IC依据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的巨细,然后安稳了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压吸收回路。

4、推挽式功率改换电路:

Q1和Q2将轮番导通。

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5、有驱动变压器的功率改换电路:

T2为驱动变压器,T1为开关变压器,TR1为电流环。

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四、输出整流滤波电路

1、正激式整流电路:

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T1为开关变压器,其初极和次极的相位同相。D1为整流二极管,D2为续流二极管,R1、C1、R2、C2为削尖峰电路。L1为续流电感,C4、L2、C5组成π型滤波器。

2、反激式整流电路:

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T1为开关变压器,其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管,R1、C1为削尖峰电路。L1为续流电感,R2为假负载,C4、L2、C5组成π型滤波器。

3、同步整流电路:

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作业原理:当变压器次级上端为正时,电流经 C2、R5、R6、R7使Q2导通,电路构成回路,Q2 为整流管。Q1栅极因为处于反偏而截止。当变压器次级下端为正时,电流经C3、R4、R2使 Q1导通,Q1为续流管。Q2栅极因为处于反偏而截止。L2为续流电感,C6、L1、C7组成π 型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。

五、稳压环路原理

1、反应电路原理图:

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2、作业原理:当输出 U0升高,经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后,U1③脚电压升高,当其超越U1②脚基准电压后 U1①脚输出高电平,使Q1导通,光耦OT1发光二极管发光,光电三极管导通,UC3842①脚电位相应变低,然后改动U1⑥脚输出占空比减小,U0下降。当输出 U0下降时,U1③脚电压下降,当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平,Q1不导通,光耦OT1发光二极管不发光,光电三极管不导通,UC3842①脚电位升高,然后改动U1⑥脚输出占空比增大,U0下降。循环往复,然后使输出电压保持安稳。调理VR1可改动输出电压值。

反应环路是影响电源安稳性的重要电路。如反应电阻电容错、漏、虚焊等,会发作自激振动,毛病现象为:波形反常,空、满载振动,输出电压不安稳等。

六、短路维护电路

1、在输出端短路的情况下,PWM操控电路能够把输出电流约束在一个安全范围内,它能够用多种方法来完成限流电路,当功率限流在短路时不起作用时,只要另增设一部分电路。 

2、短路维护电路一般有两种,下图是小功率短路维护电路,其原理简述如下:

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当输出电路短路,输出电压消失,光耦OT1不导通,UC3842①脚电压上升至5V左右,R1与R2的分压超越TL431基准,使之导通,UC3842⑦脚VCC电位被拉低,IC中止作业。UC3842中止作业后①脚电位消失,TL431不导通UC3842⑦脚电位上升,UC3842重新发动,循环往复。当短路现象消失后,电路能够主动康复成正常作业状况。 

3、下图是中功率短路维护电路,其原理简述如下:当输出短路,UC3842①脚电压上升,U1 ③脚电位高于②脚时,比较器翻转①脚输出高电位,给 C1充电,当C1两头电压超越⑤脚基准电压时 U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UCC3842 中止作业,输出电压为0V,循环往复,当短路消失后电路正常作业。R2、C1是充放电时刻常数,阻值不对时短路维护不起作用。 

4、下图是常见的限流、短路维护电路。其作业原理简述如下:

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当输出电路短路或过流,变压器原边电流增大,R3 两头电压降增大,③脚电压升高,UC3842⑥脚输出占空比逐步增大,③脚电压超越1V时,UC3842封闭无输出。 

5、下图是用电流互感器取样电流的维护电路,有着功耗小,但本钱高和电路较为杂乱,其作业原理简述如下:

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输出电路短路或电流过大,TR1次级线圈感应的电压就越高,当UC3842③脚超越1伏,UC3842中止作业,循环往复,当短路或过载消失,电路自行康复。

七、输出端限流维护

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上图是常见的输出端限流维护电路,其作业原理简述如上图:当输出电流过大时,RS(锰铜丝)两头电压上升,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发作光电效应,UC3842①脚电压下降,输出电压下降,然后到达输出过载限流的意图。

八、输出过压维护电路的原理

输出过压维护电路的作用是:当输出电压超越规划值时,把输出电压限定在一安全值的范围内。当电源内部稳压环路呈现毛病或许因为用户操作不妥引起输出过压现象时,过压维护电路进行维护以避免损坏后级用电设备。使用最为遍及的过压维护电路有如下几种:

1、可控硅触发维护电路:

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如上图,当Uo1输出升高,稳压管(Z3)击穿导通,可控硅(SCR1)的操控端得到触发电压,因而可控硅导通。Uo2电压对地短路,过流维护电路或短路维护电路就会作业,中止整个电源电路的作业。当输出过压现象扫除,可控硅的操控端触发电压经过R对地泄放,可控硅康复断开状况。

2、光电耦合维护电路:

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如上图,当Uo有过压现象时,稳压管击穿导通,经光耦(OT2)R6到地发作电流流过,光电耦合器的发光二极管发光,然后使光电耦合器的光敏三极管导通。Q1基极得电导通, 3842的③脚电下降,使IC封闭,中止整个电源的作业,Uo为零,循环往复。

3、输出限压维护电路: 输出限压维护电路如下图,当输出电压升高,稳压管导通光耦导通,Q1基极有驱动电压而道通,UC3842③电压升高,输出下降,稳压管不导通,UC3842③电压下降,输出电压升高。循环往复,输出电压将安稳在一范围内(取决于稳压管的稳压值)。

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4、输出过压锁死电路:

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图A的作业原理是,当输出电压Uo升高,稳压管导通,光耦导通,Q2基极得电导通,因为Q2的导通Q1基极电压下降也导通,Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2一直导通,UC3842③脚一直是高电平而中止作业。在图B中,UO升高U1③脚电压升高,①脚输出高电平,因为D1、R1的存在,U1①脚一直输出高电平Q1一直导通,UC3842①脚一直是低电平而中止作业。正反应?

九、功率因数校对电路(PFC)

1、原理示意图:

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2、作业原理:输入电压经L1、L2、L3等组成的EMI滤波器,BRG1整流一路送PFC电感,另一路经R1、R2分压后送入PFC操控器作为输入电压的取样,用以调整操控信号的占空比,即改动Q1的导通和关断时刻,安稳PFC输出电压。L4是PFC电感,它在Q1导通时贮存能量,在Q1关断时施放能量。D1是发动二极管。D2是PFC整流二极管,C6、C7滤波。PFC电压一路送后级电路,另一路经R3、R4分压后送入PFC操控器作为PFC输出电压的取样,用以调整操控信号的占空比,安稳PFC输出电压。

十、输入过欠压维护

1、原理图:

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2、作业原理:AC输入和DC输入的电源的输入过欠压维护原理大致相同。维护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压。取样电压分为两路,一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚,如取样电压高于2脚基准电压,比较器1脚输出高电平去操控主操控器使其关断,电源无输出。另一路经R7、R8、R9、R10分压后输入比较器6脚,如取样电压低于5脚基准电压,比较器7脚输出高电平去操控主操控器使其关断,电源无输出。

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