伊頓UPS電源價格報價
發布者：xdc19950922 發布時間：2018-01-11 11:36:00
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一.開關電源的工作原理
開關電源就是采用功率半導體器件作為開關元件，通過周期性通斷開關，控制開關元件的占空比來調整輸出電壓。開關元件以一定的時間間隔重復地接通和斷開，在開關無件接通時輸入電源Vi通過開關S和濾波電路向負載RL提供能量，當開關S斷開時，電路中的儲能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負載RL釋放在開關接通時所儲存的能量，使負載得到連續而穩定的能量。
開關電源原理圖
VO=TON/T*ViVO 為負載兩端的電壓平均值TON 為開關每次接通的時間T 為開關通斷的工作周期由式可知，改變開關接通時間和工作周期的比例，VO間電壓平均值也隨之改變，因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便使輸出電壓VO維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時間比率控制”(TimeRationControl,縮寫為TRC)。按TRC控制原理，有三種方式：
1. 脈沖寬度調制(PulseWithModulation,縮寫為PWM)開關周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
2. 脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)導通脈沖寬度恒定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。
3. 混合調制導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。
二.開關電源的維修技巧和常見故障
1.維修技巧
開關電源的維修可分為兩步進行：斷電情況下，“看、聞、問、量” 看：打開電源的外殼，檢查保險絲是否熔斷，再觀察電源的內部情況，如果發現電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂，則應重點檢查此處元件及相關電路元件。
聞：聞一下電源內部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件。
問：問一下電源損壞的經過，是否對電源進行違規操作。
量：沒通電前，用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關電源不起振或開關管開路引起的故障，則大多數情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼，此電壓有300多伏，需小心。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，電阻值不應過低，否則電源內部可能存在短路。電容器應能充放電。脫開負載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應有電容器充放電擺動，后指示的應為該路的泄放電阻的阻值。加電檢測通電后觀察電源是否有燒保險及個別元件冒煙等現象，若有要及時切斷供電進行檢修。/版權所有)測量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出，若無應重點查整流二極管、濾波電容等。測量高頻變壓器次級線圈有無輸出，若無應重點查開關管是否損壞，是否起振，保護電路是否動作等，若有則應重點檢查各輸出側的整流二極管、濾波電容、三通穩壓管等。如果電源啟動一下就停止，則該電源處于保護狀態下，可直接測量PWM芯片保護輸入腳的電壓，如果電壓超出規定值，則說明電源處于保護狀態下，應重點檢查產生保護的原因。
2.常見故障
保險絲熔斷一般情況下，保險絲熔斷說明電源的內部線路有問題。由于電源工作在高電壓、大電流的狀態下，電網電壓的波動、浪涌都會引起電源內電流瞬間增大而使保險絲熔斷。重點應檢查電源輸入端的整流二極管，高壓濾波電解電容，逆變功率開關管等，檢查一下這此元器件有無擊穿、開路、損壞等。如果確實是保險絲熔斷，應該首先查看電路板上的各個元件，看這些元件的外表有沒有被燒糊，有沒有電解液溢出，如果沒有發現上述情況，則用萬用表測量開關管有無擊穿短路。需要特別注意的是：切不可在查出某元件損壞時，更換后直接開機，這樣很有可能由于其它高壓元件仍有故障又將更換的元件損壞，一定要對上述電路的所有高壓元件進行全面檢查測量后，才能排除保險絲熔斷的故障。無直流電壓輸出或電壓輸出不穩定如果保險絲是完好的，在有負載情況下，各級直流電壓無輸出。這種情況主要是以下原因造成的：電源中出現開路、短路現象，過壓、過流保護電路出現故障，輔助電源故障，振蕩電路沒有工作，電源負載過重，高頻整流濾波電路中整流二極管被擊穿，濾波電容漏電等。
在用萬用表測量次級元件，排除了高頻整流二極管擊穿、負載短路的情況后，如果這時輸出為零，則可以肯定是電源的控制電路出了故障。若有部分電壓輸出說明前級電路工作正常，故障出在高頻整流濾波電路中。高頻濾波電路主要由整流二極管及低壓濾波電容組成直流電壓輸出，其中整流二極管擊穿會使該電路無電壓輸出，濾波電容漏電會造成輸出電壓不穩等故障。用萬用表靜態測量對應元件即可檢查出其損壞的元件。例：某一24伏直流電機供電電源通電后無直流24伏輸出 ，拆開電源外殼，觀察保險絲未燒斷且電路板無明顯的燒焦處或破裂元件，在未通電情況下量AC輸入端阻值和DC輸出端阻值正常，量開關管、整流橋、整流管等重要元件正常，故判斷不存在內部嚴重短路的可能，估計保護電路動作。經檢查此開關電源采用U3842 PWM控制芯片，經查找相關的資料得知，當U3842芯片的3端電壓高于1伏時，內部電流敏感比較器輸出高電平，將PWM鎖存器復位使輸出關閉。通電測量U3842的3端高于1伏，6端無輸出，經檢查相關電路，發現穩壓管D2擊穿，如圖3，故PC1導通，致使U3842的3端為高電平，故6端無輸出，開關管不工作，直流側無直流輸出。更換同型號穩壓管D2，故障解除。電源負載能力差電源負載能力差是一個常見的故障，一般都是出現在老式或工作時間長的電源中，主要原因是各元器件老化，開關管的工作不穩定，沒有及時進行散熱等。應重點檢查穩壓二極管是否發熱漏電，整流二極管損壞、高壓濾波電容損壞等。
例：我廠近紅處激光光譜儀(VECTOR 22)，開機后無法完成自檢并報警且主板指示燈不斷閃爍。經檢查，供光譜儀主板的直流5V電源僅剩2.3伏左右，脫開5V直流電源的負載，通電再次測量5V直流電源，這時則有5V，初步判斷此5V直流電源帶載能力差，拆開電源外殼進行檢修，由于沒有帶負載時，通電有直流5V輸出，故重點檢查次級線圈側的輸出整流電路，給5伏電源接上假負載通電進行測量發現三通穩壓7805的1、2腳之間電壓為5.2伏，2、3腳之間卻剩2.3伏，如圖4，故判斷三通穩壓管7805性能變壞，更換三通穩壓管7805故障解決。
三、開關電源維修具體方法
1、開關電源維修的時候，我們首先需要利用萬用表檢測一下各功率器件是否存在擊穿短路，例如電源整流橋堆、開關管、高頻大功率整流管、抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷等，然后需要再檢測各輸出電壓端口電阻是否異常，如上述器件有損壞的情況我們則需要進行更換新的器件。
2、我們在完成上述檢測之后，接通電源后如還不能正常工作，接著我們就要檢測功率因數模塊(PFC)和脈寬調制組件(PWM)，查閱相關資料，熟悉PFC和PWM模塊每個腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。
3、對于具有PFC電路的電源則需測量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右，如有380VDC左右電壓，說明PFC模塊工作正常，接著檢測PWM組件的工作狀態，測量其電源輸入端VC，參考電壓輸出端VR，啟動控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常，利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開關電源供電，用示波器觀測PWM模塊CT端對地的波形是否為線性良好的鋸齒波或三角形，如TL494 CT端為鋸齒波，FA5310其CT端為三角波。輸出端V0的波形是否為有序的窄脈沖信號。
4、在開關電源維修實踐中，有許多開關電源采用UC38??系列8腳PWM組件，大多數電源不能工作都是因為電源啟動電阻損壞，或芯片性能下降。當R斷路后無VC，PWM組件無法工作，需更換與原來功率阻值相同的電阻。當PWM組件啟動電流增加后，可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一臺GE DR電源時，PWM模塊為UC3843，檢測未發現其他異常，在R(220K)上并接一個220K的電阻后，PWM組件工作，輸出電壓均正常。有時候由于外圍電路故障，致使VR端5V電壓為0V，PWM組件也不工作，在修柯達8900相機電源時，遇到此情況，把與VR端相連的外電路斷開，VR從0V變為5V，PWM組件正常工作，輸出電壓均正常。
5、當濾波電容上無380VDC左右電壓時，說明PFC電路沒有正常工作，PFC模塊關鍵檢測腳為電源輸入腳VC，啟動腳Vstart/control，CT和RT腳及V0腳。修理一臺富士3000相機時，測試一板上濾波電容上無380VDC電壓。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，測量場效應功率開關管G極無V0波形，由于FA5331(PFC)為貼片元件，機器用久后出現V0端與板之間虛焊，V0信號沒有送到場效應管G極。將V0端與板上焊點焊好，用萬用表測量濾波電容有380VDC電壓。當Vstart/control端為低電平時，PFC亦不能工作，則要檢測其端點與外圍相連的有關電路。
總之，開關電源電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西，即充分熟悉開關電源的基本結構以及PFC及PWM模塊的特性，它們工作的基本條件，按照上述步驟和方法，多動手進行開關電源的維修，就能迅速地排除開關電源故障，達到事半功倍的效果。
四、開關電源維修經驗之談
1、開關電源出現不啟振的時候，我們通常需要查看開關頻率是否正確、保護電路是否封鎖、電壓反饋電路、電流反饋電路又沒問題，開關管是否擊穿等。
2、開關電源變壓器發熱或發出“嗞嗞嗞”聲，一般是開關頻率不對。
3、開關電源輸出電壓電源指示燈一閃一閃的一般是副邊有短路的。(僅供參考)
本文介紹了一種基于專用芯片UC3842的開關穩壓電源。在電機調速控制器中，該電源提供功率開關元件基極(柵極)驅動電壓和控制電路工作電壓。開關電源性能的好壞直接影響到電機調速控制器的工作可靠性。該電源是為30 kW開關磁阻電機控制器設計的，也適用于采用功率MOSFET或IGBT作為開關元件的中小功率感應電機調速控制器。
1主回路方案
1.1電源電路
此電源是為30 kW開關磁阻電機控制器設計的，此電機功率變換器的主電路為不對稱半橋電路[1]。采用反激變換器結構[2]，具有結構簡單、損耗小的優點，但輸出電壓紋波較大，通常用在150 W以下的電源中。具體電路如圖1所示。
此電源為單芯片集成穩壓電源，PWM芯片采用UC3842。UC3842是一種高性能的固定頻率電流型控制器，是專為脫線式直流變換電路設計的，其內部結構如圖2所示
他集成了振蕩器、有溫度補償的高增益誤差放大器、電流檢測比較器、圖騰柱輸出電路、輸入和基準欠電壓鎖定電路及PWM鎖存器電路。可以實現逐個脈沖的電流限制，輸出電流可達1 A，可直接驅動MOSFET。
1.2工作原理
此電源電路工作原理為：220 V三相的交流輸入電壓先經三相不控整流，再經支撐電容平滑，為電源電路提供550 V直流工作電壓。當三相逆變器接通電源時，R5和C2吸收電路啟動時的沖擊電流。從逆變器主電路來的直流母線電壓經電阻R6降壓后，給UC3842提供約16V的起動電壓。進入正常工作后，二次繞組W3經D3，C16提供UC3842的工作電壓。另一繞組W2的高頻電壓經D2，C13整流濾波，再經7.5kΩ電阻R12，R13和2kΩ電位器RP1分壓，獲得輸出電壓信號。此信號經可調穩壓管TL431產生偏差信號，再經光電隔離加到UC3842的誤差放大器放大，控制VMOS管的開通與截止，實現穩壓的目的。電源的過流保護由1.8Ω電阻R19檢測到VMOS管的過流信號，電流超過域值時封鎖UC3842輸出信號，實現單周期過流保護。
UC3842驅動VMOS管VT1以控制高頻變壓器一次繞組通斷，進而獲得多組副邊電壓輸出。此輸出經二極管整流、電容濾波后得到多路直流電壓。供給三相逆變器各功率開關元件驅動(W6，W7，W8，W9)與PWM控制電路(W2，W4，W5)。電路穩定工作時UC 3842的電源由W3，D3，C16組成的電源電路提供。
VMOS管選用耐壓1000V，電流8A的場效應管8N100。為了保證開關元件在快速開關過程中不產生過大的尖峰電壓，需用C8，R15，D1組成的RCD緩沖電路來抑制。緩沖電路二極管V3選用快速恢復二極管FR107。
R8，R9和穩壓管D11用來限制柵極電壓和電流，進而限制VMOS管開關速度，有利于改善電磁兼容性。
15V電源和-15V電源對控制電路電源精度要求較高，但因為共用同一個變壓器很難通過PWM實現反饋控制來穩壓。為獲得高品質的控制電源，應用線性穩壓芯片7815和7915(如圖1所示)構成了復合式開關穩壓電源。為防止輸出在輕載或空載時的電壓升高，在5 V整流輸出端并聯一個100Ω的負載電阻。
2變壓器設計
電機控制逆變器開關電源是一個具有多路輸出的直流電源。由高頻變壓器8個副邊繞組經整流濾波后獲得。開關電源的性能在很大程度上決定于變壓器的設計。
2.1功率計算
高頻變壓器的副邊繞組W6，W7，W8提供了三相逆變器3個上橋臂元件的驅動電源，W9提供了下橋臂3個元件的驅動電源(亦可用3個繞組分別提供，以避免交叉干擾，此處只用一組是為了簡化系統)。按逆變器開關元件對驅動電路電壓、電流的要求確定功率。本電機控制功率變換器功率模塊為IGBT，驅動模塊為EXB841。選定W2，W3，W4電壓20V，電流100mA;W5電壓20V，電流200mA。W6，W7繞組提供其他模擬電路?15V，300mA電源。W8繞組提供5V給微處理器，輸出電流為2A。W2為開關電源自身的反饋繞組，其功率很小，可忽略。
由以上設定條件可知高頻變壓器的輸出功率為：
設計效率為85%并留有一定裕量，設計目標為額定功率為40 W的高頻變壓器。
2.2磁心的選用
根據文獻[3]給出的高頻變壓器大承受功率與磁心截面積的關系并考慮窗口面積，本開關電源選用EI-35磁心，其有效截面積為100 mm2。
2.3繞組匝數的確定
首先確定開關電源功率和開關元件的工作頻率。若工作頻率小于20 kHz，則進入音頻范圍的噪聲較大，紋波增大。若開關頻率較高，則開關損耗增大，系統效率降低。因此確定工作頻率時要折衷考慮，實際選擇工作頻率為30 kHz。
取PWM調制的占空比：
考慮工作環境較為惡劣，低直流輸入電壓：
EI35中心柱磁芯有效面積：Ae=100 mm2
鐵氧體磁芯磁感應強度取65%的飽和值：
根據一個導通期間的伏秒值與原邊匝數的關系，則變壓器的原邊匝數為：
實際取300匝以便于繞制與計算。則變壓器副邊繞組匝數計算如下：
原邊繞組每匝伏數為：
取整流二極管壓降0.7 V，副邊繞組壓降0.6 V得：
試驗時由于氣隙的原因產生漏磁，以上副邊匝數還需稍做調整。
2.4氣隙
與正激開關電源變壓器不同，此反擊電源變壓器兼有儲能的作用，流過直流電流成分時容易飽和。所以要使用帶有氣隙的磁芯。原理如圖3所示。
有氣隙時，由于B-H特性曲線斜率減小。在Hdc不變的情況下Bdc減小，磁滯回環遠離飽和區。另外，有氣隙時剩余磁感應強度Br減小，ΔBac變化范圍增大。另外又由于有氣隙時B-H特性曲線向H軸靠攏，在ΔBac，Bdc不變的情況下ΔHac，Hdc增大。由上可知，適當增加氣隙可以增強電路的電流輸出能力和抗干擾能力。
經過試驗氣隙大小為0.3 mm時較為合適。
3實驗與結論
此開關電源5 V時輸出的紋波如圖4所示，峰值為15 mV，紋波不大于0.3%。該電源作為30 kW開關磁阻電機控制器電源，在勝利油田已得到實際應用，工作可靠。
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