开关电源工作原理精选(九篇)

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第1篇：开关电源工作原理范文

一、开关式稳压电源的基本工作原理

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um -矩形脉冲最大电压值；

T -矩形脉冲周期；

T1 -矩形脉冲宽度。

从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。

二、开关式稳压电源的原理电路

1、基本电路

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

2．单端反激式开关电源

单端反激式开关电源的典型电路。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器T初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容C滤波后向负载输出。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100W，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。

单端反激式开关电源使用的开关管VT1承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。

3．单端正激式开关电源

单端正激式开关电源的典型电路。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感L储存能量；当开关管VT1截止时，电感L通过续流二极管VD3继续向负载释放能量。

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50％。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200W的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。

4．自激式开关稳压电源

自激式开关稳压电源的典型电路。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。

当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2中感应出使VT1基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic开始减小，在L2中感应出使VT1基极为负、发射极为正的电压，使VT1迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。

自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适用于小功率电源

5．推挽式开关电源

推挽式开关电源的典型电路。它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器T次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。

这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100－500W范围内。

6．降压式开关电源

降压式开关电源的典型电路。当开关管VT1导通时，二极管VD1截止，输人的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量，维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。

这种电路使用元件少，它同下面介绍的另外两种电路一样，只需要利用电感、电容和二极管即可实现。

7．升压式开关电源

升压式开关电源的稳压电路。当开关管VT1导通时，电感L储存能量。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。

8．反转式开关电源

第2篇：开关电源工作原理范文

【关键词】 学生管理工作；质量标准框架；质量观；内部监控

【中图分类号】 G47 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009—458x（2013）05—0034—06

质量是教育，也是远程教育的生命线，它深刻影响着远程教育的发展，直接决定着远程教育的前途和未来。[1]我国现代远程教育试点工作启动以来，远程教育院校通过探索形成了许多有效的质量保证措施，促进了远程教育人才培养目标的实现和学生的学习与发展，保证了远程教育的健康有序发展。

学生管理工作质量是指学生管理服务水平的高低和学生管理服务效果优劣的程度，它最终体现在人才培养的质量上。[2]丁兴富提出作为远程教育质量保证体系的基本要素，学生支持服务是远程教育教学质量保证的关键。[3]索普认为学生管理和服务质量的好坏会直接对学生的学习经历产生积极或消极的影响。[4]

随着远程教育学生迅速增加，学生需求日益多样化，远程教育院校有限的教育资源和服务手段不能有效满足全体学生的多样化和个性化的需求，学生管理工作的质量受到了较大挑战。国内大多数远程教育院校没有制定覆盖各教学点的学生管理工作的质量标准和相关规范，许多教学点虽自行制定了相关规范，但质量标准不统一，内容不够全面，可操作性不强，难以有效指导工作的开展。学生管理工作主要依靠工作人员的经验来处理问题和提供服务，人员服务意识、工作态度和工作方法差别较大，难以保证服务的质量，导致学生满意度下降，学生流失率和辍学率上升，影响了远程教育健康发展。因此，为指导学生管理工作的有效开展，保证服务质量和效果，远程教育院校需要加强学生管理工作质量标准的研究。

一、学生管理概念辨析

1990年国家教委颁布的《普通高等学校学生管理规定》中指出，“本规定所称的学生管理是指对学生入学到毕业在校阶段的管理，是对高等学校学生学习、生活、行为的规范”，其主要内容包括学籍管理、校园秩序、课外活动、奖励与处分四方面内容。蔡国春认为，“高校学生管理是高等学校通过非学术性事务和课外活动对学生施加教育影响，以规范、指导和服务学生，丰富学生校园生活，促进学生成长、成才的组织活动”。[5]

辛普森曾经把学习支持服务划分为“学术支持服务”和“非学术支持服务”两个范畴。[6]学术支持服务注重认知、智力、知识等方面的支持，非学术支持服务偏重于情感和管理方面的支持，是指除课程材料制作和教学之外的非教学服务。[7]邹范林认为非学术支持服务就是与学科（课程）内容无直接关系，但是仍然与学生的学习有密切联系，并对学生完成学业起着帮助作用的服务措施，偏重于情感关怀、学习环境提供、学习技能的培养和管理方面的服务。[8]

在实践领域中，远程开放教育学生管理与非学术支持服务的内容有许多重合之处。通过中央电大学生工作处对44所省级电大学生管理部门工作职责的调查，学生管理工作的业务范围包括学生入学到毕业期间的、课程学习之外的各个环节的事务和服务，如学生奖惩、奖学金评选、学生文体活动、学生社团建设、校友活动、心理健康教育、职业规划与就业指导、学生档案管理、遗留生管理、教材管理和远程咨询等业务。这些业务基本上都属于非学术支持服务的内容。

由此可见，远程开放教育学生管理工作与普通高校学生管理工作、远程教育非学术支持服务，从内涵到外延上具有许多相似点。综合普通高校学生管理和远程教育领域非学术支持服务的定义，远程开放教育学生管理工作主要是指在远程教育院校中学科（课程）内容以外的与学生有关的各类事项的总称，包括各类日常的非学术性事务和学生课外活动等，目的是消除学生非学术原因导致的学习障碍，增强学生的学习动力、归属感和凝聚力，促进学生的学习与发展。

二、远程教育学生管理工作质量观

学生管理工作质量观的确立是人才培养质量的重要保障，也是高校学生教育管理优化的重要手段。提高远程开放教育学生管理工作质量，必须要树立正确的质量观。由于人才培养目标、教学模式和学生特点与普通高校不同，远程教育应该建立新的、系统的、多样化的质量观。[9]结合宏观层面的远程教育质量观，学生管理工作应该探索建立融合多样化质量观、服务质量观和效益质量观的新型质量观。

（一）多样化质量观

多样化质量观强调远程教育机构要从自身的目标定位出发，体现办学特色。以前远程教育是普通高等教育的补偿教育，主要关注学生的学习。但是现在作为终身教育体系的重要支撑，远程教育更加强调终身教育，关注学生多样的学习和发展需求，应该面向更广泛的、多层次和多样化的学生群体，开展各种类型的学历和非学历教育。因此，学生管理工作应该适应各种远程教育学习者的多样化的学习需求，坚持多样化与个性化的质量观，既要体现学习者的“知识能力与综合素质的提升”，又要体现学习者的“满意度与学习乐趣”，也要促进学习者“人际关系的扩展”等。[10]

（二）服务质量观

远程教育质量即远程教育服务质量，是反映远程教育院校提供的远程教育服务满足受益者（如学习者个人、家庭、企业、社会等）明确或隐含需要能力的特征和特性的总和。远程教育的质量分为预期的结果质量和过程质量，以及在过程中产生的“非预期”质量[11]。学生管理工作也是面向学生的支持服务，其质量也分为过程质量和结果质量。过程质量是对工作流程和规范的组织实施，包括服务的内容和形式与学生需求吻合度、服务的规范程度和准确程度等。结果质量是指服务所产生的效能，包括提升学生体力、智力和技能等的预期服务目标、获得提升的部分（价值增值），以及服务对象（社会或学生）的满意度等。学生管理工作质量保证重点是过程质量，过程质量的改善将有助于结果质量的提高。

另外，远程教育的开放性使其具有显著的“非预期”质量。[12]同样，学生管理工作也有非常显著的“非预期”质量，学生管理与服务工作体贴到位，学生满意度就会提高，经过学生口口相传，对学校招生和其他工作具有重大促进作用。相反，如果学生管理工作不到位，不但不会促进招生和其他工作，反而可能会引发学生与学校的冲突等恶性事件的发生，严重影响学校的正常教学秩序，损害学校的社会声誉。

（三）效益质量观

效益质量观强调远程教育能够利用先进技术，提高效率和质量，降低教育成本。对于学生个人，效益质量观指不同类型和层次的学生都能有机会并有能力得到相关的服务。对于远程教育院校，效益质量观表现为规模效益，充分利用技术，通过体贴人性化的管理与服务，促进学生顺利完成学业，减少教育资源的浪费，降低服务的生均成本。[13]

三、远程开放教育学生管理工作

质量标准的研究与实践

（一）国外远程教育学生管理工作的质量标准

国内外远程教育领域重视远程教育质量保证的研究与实践，提出了许多远程教育质量保证的标准，其中许多标准都包含了对学生管理工作相关内容的质量要求。

目前远程教育学生管理工作已经得到远程教育院校的重视，许多院校制定了相关的工作制度规范，以改善工作流程，保证服务质量。

英国开放大学公布了学生支持服务的声明，对相关服务做出承诺，明确学生可以得到什么样的服务以及服务的程度。服务声明中对入学、录取、资助、学习环境和学术支持、教师指导、作业、咨询与反馈信息、学生职业发展、学生权益保护、参与学校学术事务决策、投诉和抱怨、安全与健康以及残疾人和特殊需求人群的服务都作了相关的规定。服务声明中强调服务的及时性，如果事情比较复杂，则告知联系人并提供需要解决的时间表。

加拿大阿萨巴斯卡大学在学校的主页公布了面向在读学生的8大类的服务类型（一般信息服务、管理服务、图书馆服务、学习资源服务、本科生学术支持、学生支持服务、监察服务和电子通信服务），并公布了提供每类服务的时间和负责人及联系方式。

目前国外远程教育机构学生管理工作的标准框架主要以学校提供的各项服务为主，规定了服务的内容和形式，对服务的质量要求从学生接受服务的角度进行描述，既有定性的描述，也有定量的要求，在实际应用中能够较好指导实践，保证服务的质量和效果。标准和规范包括的要素主要是远程教育院校为学生提供的各项服务内容，包括入学、注册、学费、咨询与投诉、学生评价、资助、技术帮助、学生职业发展、安全与健康、权益保护、学生交互、学生社区、校园活动、提供场地设施以及特殊学生群体的服务等。规范的主要特点强调与教育目标的一致性、及时性、公平性、个性化、互动性。

（二）国内远程教育院校学生管理工作质量标准

我国现代远程教育试点工程启动以来，远程教育质量一直受到各方的关注。许多研究者从多个方面来研究远程教育的质量保证体系，提出的质量标准涵盖了学生管理工作的相关内容，各远程教育院校也在积极探索学生管理工作的相关规范。

我国教育信息化技术标准委员会于 2003 年了《网络教育服务质量管理体系规范》征求意见稿。网络教育服务质量的基本框架由5个维度组成：可靠性、响应性、保障性、学习资源的有效性和关怀性。[16]管理体系的过程要素之一的服务实现部分包括了招生管理、教学管理、学务管理、考务管理等内容。其中与学生管理最相关的学务管理部分主要包括学生支持服务、学生活动管理、学生常见问题解答（包括招生咨询、学习咨询、技术指导、就业咨询等）、学生反馈意见的收集和处理等。

中央广播电视大学“人才培养模式改革与开放教育试点项目”办学评估标准中，将教学支持服务作为其中的二级指标。在“创建示范性基层电大教学点指标说明”中，支持服务作为评审标准的二级指标观测点，明确要求教学点能满足学生个别化自主学习的需要，同时将学习结果、学生满意度和社会满意度作为评价指标的重要方面。

导学教师（辅导员、班主任）是远程教育院校中学生管理与服务的主要队伍，他们的工作水平和质量直接影响学校学生管理与服务的质量。许多基层电大和学习中心都制定了导学教师的管理办法，明确考核评价机制，形成定量和定性的相关标准，从而监控导学教师工作，提高学生管理与服务质量。通过对北京电大、上海电大、青岛电大、安徽电大等10所省市级电大及教学点导学教师（辅导员、班主任）考核制度中的相关考核指标进行分析，总结出学生管理工作的质量标准中应该包含的相关要素，主要包括：工作计划、工作记录、工作总结、注册缴费、班级建设、学习小组建设、课外活动、学生评优奖励、了解学生动态、学生档案管理、续修生管理、学生注册率、学生出勤率、考试出考率、学生流失率、学生满意度等。上述各要素涉及工作方法、工作内容和工作结果三个方面，各项指标的描述中，以定性描述为主，也规定了一些可以量化的指标。

国内远程教育院校由于学习中心分布广泛，学生特点各不相同，学校实际情况千差万别，学生管理工作内容和流程各有特点，这些情况使得建立覆盖各教学点的统一学生管理质量标准存在较大难度。大多数远程教育院校较少制定覆盖各教学点的学生管理工作质量标准，现有质量标准主要从学校管理角度出发，以工作职责和人员考核描述为主，没有从学生的角度描述标准内容。另外，相关标准都缺少工作前提条件、学校效益等方面的内容，标准中以定性描述为主，没有从及时性、可靠性等方面对服务质量作出量的规定，实践中对服务质量保证的效果有限。

四、远程教育教学点学生管理

工作质量标准框架

林永柏提出，高等教育质量标准的构建要“将高等教育的全部功能和任务都纳入到质量标准的架构中，构建涵盖高等教育全部功能和任务的系统性质量标准”[17]。远程开放教育分级办学，教学点情况各异，学生管理内容多样，针对各级办学机构包含学生管理所有方面构建全面的质量标准在实践中可操作性较差。

远程开放教育学生广泛分布在各教学点，教学点是学生学习和活动的主要场所，也是进行学生管理的主要力量。教学点学生管理工作质量的高低将直接决定远程开放教育学生管理工作整体的质量水平。本研究将聚焦于教学点的学生管理工作，按照系统科学的理论，选取影响学生管理工作质量的核心要素，来制定适用于教学点的质量标准框架。

在远程教育学生管理工作质量观指导下，学生管理工作质量标准需要在质量要素基础上，增加相应的质量指标。多样化质量观强调适应各种人群多样化的学习需求，因此质量标准中应该包括对各类学生群体的服务和个性化服务，并包括多种工作结果标准。服务质量观包括过程质量和结果质量，同时也关注服务条件，因此质量框架可以包括服务条件、服务过程和服务结果三大方面，质量标准中需要体现服务质量观关注的学习者获得提升的部分（价值增值）和“非预期质量”。效益质量观强调学生学习机会、学校的规模效应和生均成本，因此质量标准框架中需要包括师资、经费和软硬件投入与工作成果，以及学校获得的经济效益和社会效益等。

本文以新的远程教育学生管理工作质量观为指导，结合远程教育学生管理工作已有质量标准和实践经验，对已有质量标准要素进行梳理和补充，初步提出了教学点学生管理工作质量标准的框架，如表2。

表2中教学点学生管理工作质量标准框架的一级栏目内容主要根据远程教育学生管理工作质量观总结概括产生，分为工作条件、工作过程和工作结果三部分。多样化的质量观主要关注宏观的理念层次，工作过程栏目的“个性化服务”和工作结果栏目的诸多内容都是多样化质量观的具体体现，此外它将融于并体现在每条相应标准的具体内容之中。服务质量观分为两部分，一是学生管理工作部门的工作内容，对应为工作过程质量标准；二是学生管理工作的结果，对应为工作结果质量标准。效益质量观则体现在“工作结果”栏目中“学生成就”、“管理人员绩效”、“学校效益”和“非预期”质量等内容中。

另外，本质量框架注重兼顾定性与定量标准，表2中标记有“*”的三级栏目都是在制定具体标准时需要有定量的要求。例如人员配置结构需要具体规定学生管理人员和学生数量的“师生比”，信息咨询与投诉这一栏目应该具体规定学生某种咨询方式和某类咨询问题的解答和回复时间，学生满意度、冲突事件发生率等内容都需要进行定量的规定。

（一）工作条件质量标准

工作条件是学生管理工作质量保证的基础和前提，是指远程教育院校对学生管理工作的组织机构和相应的软硬件保障条件，主要包括组织机构和人员队伍建设、工作理念和方法、政策支持、制度建设、经费保障、场地设施和信息技术应用等软硬件条件。其中人员配置与结构中应该明确学生管理工作的“师生比”，即学生管理人员与学生人数的比例。大多数教学点借鉴教育部关于普通高校辅导员与学生人数比例的规定，负责远程开放教育学生管理的专兼职班主任与学生人数比例约为1[∶]200，此比例根据班主任专兼职情况和管理学生的专业情况有所调整。根据中央电大2012年对7所省级电大123位班主任的问卷调查显示，59.3%的班主任认为这一比例比较合适。

（二）工作过程质量标准

工作过程的二级栏目主要为学生管理工作的具体业务内容，包括了学生从入学到毕业的整个学习和校园生活各个环节的管理和服务工作，主要涉及事务管理、指导与服务、环境建设、个性化服务。需要指出的是，个性化服务主要是指学生管理工作应该面向不同学生群体，适应学生多样化的需求，针对学生特点提供体贴的个性化服务。如针对残疾人学生提供相应的学习和生活服务，为有职业发展愿望的学生进行职业发展指导，对弱势学生提供学生权益保护的帮助和指导等。

需要指出的是，远程开放教育实行学分制为基础的灵活弹性的学习方式，弱化了班级概念。但是开放教育多年的实践显示，大多数教学点仍然以班级为单位教学和管理，一位班主任管理多个班级。这种形式促进了教学点对学生的管理和服务，所产生的良好的班级观念和氛围能够有效地促进学生的学习和交流，营造良好的班级和校园文化氛围。因此班级管理也应该作为评价教学点学生管理工作的一项标准。

（三）工作结果质量标准

工作结果主要为学生管理工作的成效和结果，包括学生成就、管理人员绩效、学校效益和“非预期”质量等四个方面。学生成就包括学生综合素质的提升、学习动机和成就感增强、学生间交流增多和获奖情况等方面，综合了学生各方面的发展特性。管理人员绩效可以从业务能力、工作成就感、岗位职责完成情况、工作失误率和获奖情况等方面进行评价。学校效益主要包括了学校的经济和社会效益，如学生注册率、到课率、出考率、学生满意度和归属感、学生正常毕业率和辍学率、校园文化环境、学校社会影响力和认可度、学生冲突事件发生率等方面。“非预期”质量主要是学生管理工作预期之外的工作收获或损失，如学校招生人数的提升、学生专升本本校续读率、毕业生对学校工作的支持和工作创新等内容。良好的学生管理工作可以促进学校各方面工作和学生的发展，产生许多预期之外的积极的工作成果。

五、质量标准框架的实施

图1展示了质量标准的实施过程，根据学校目标和学生需求确定学生管理工作的质量标准，并设计学生管理工作内容。学生工作质量标准的三要素即工作条件、工作过程和工作结果，也是学生管理工作开展的三个主要方面。学生管理工作开展中，需要在质量标准的指导下完善工作条件，规范工作过程和评估工作结果。

从机构角度来看，质量保证可以分为内部监控和外部评估。内部监控是远程教育院校内部的过程性活动，包括计划、组织领导、控制、协调等。外部评估是指远程教育院校外部的质量监管与评估活动。[18]工作过程中，各教学点需要根据质量标准对工作的各个环节进行内部监控，找出需要改进的地方，修订工作规划，完善工作各个环节。同时远程教育院校总部和上级办学机构可以对教学点学生管理工作标准及工作条件、过程和结果进行外部评估，给出评估结果和建议，监督教学点完善各项工作，从而提高学生管理工作各个环节的质量。

六、结语

本研究结合国内外高等教育质量观和远程教育质量观，提出了融合多样化质量观、服务质量观和效益质量观的远程教育学生管理工作质量观，通过分析国内外远程教育领域的学生管理相关标准，梳理形成了初步的远程教育基层教学点学生管理工作质量标准框架，并对该框架的实施形式和流程进行了探索。需要注意的是，本质量框架主要针对基层教学点制定，远程教育院校总部和各级办学机构可以此为基础完善和细化适合自己的学生管理工作质量标准。另外，本文提出的质量标准框架只包含了学生管理工作的主要质量要素，远程教育机构需要根据自身实际进行修订和完善。

[参考文献]

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第3篇：开关电源工作原理范文

关键词 自激振荡；开关电源；分析

中图分类号TN86 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0078-02

0 引言

目前，CRT彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路。由于其核心器件电源调整管工作在非线性状态，与串联稳压电源相比，具有体积小、重量轻、效率高、电压适应范围宽等显著优点，但是其工作原理复杂、维修困难，在实际教学过程中学生难以迅速掌握。本文介绍了以自激振荡过程为核心的分析方法，便于在教学过程中使学生熟悉其工作原理，具备快速检修开关电源的能力。

1 开关电源的工作原理

220V交流电直接经低频整流滤波后得到300V左右的直流电压，利用高频自激振荡电路将直流电转化为30kHz~60kHz的脉冲信号，再经储能变压器的能量转换送入高频整流滤波电路，经高频续流二极管整流后得到所需的多组直流电压输出。通过取样调整电路，改变高频脉冲的脉冲宽度或脉冲周期来稳定输出电压。

开关电源电路常分为低频整流滤波电路、自激振荡电路、稳压电路、保护电路和高频整流滤波电路等部分。其工作过程中的关键环节是产生高频脉冲，在将能量转化为高频脉冲时，开关管工作在饱和导通和截止状态，提高了能量利用效率；将能量转化为高频脉冲，可以通过改变占空比调节向输出端提供的能量，有利于适应电网电压大范围的波动；将能量转化为高频脉冲后，可以减小高频滤波电容容量，有利于缩小电源体积，减少电源重量。

2 自激振荡电路原理分析

自激振荡电路起振是自激式开关电源正常工作的必要条件，开关调整管和变压器初级绕组L1参与振荡过程。当开关调整管工作在饱和导通状态时，在变压器初级绕组L1上产生上正下负的感应电动势，次级绕组L2产生上负下正的感应电动势，初级绕组L1中的电流逐渐增大；当开关调整管截止时，变压器初级绕组L1上产生上负下正的感应电动势，次级绕组L2产生上正下负的感应电动势，续流二极管vD导通，向负载提供能量，并对电容C充电。当开关调整管再次导通，续流二极管vD截止时，由电容C向负载提供能量。

自激式电源电路中，常利用正反馈电路实现开关调整管的饱和导通和截止，使其集电极串接的初级绕组L1上不断产生上正下负或者上负下正的感应电动势，通过线圈的互感作用传递给次级绕组，从而将直流能量转化为高频脉冲，为负载端供电。同时，不少开关电源中稳压过程和保护过程的实现，是通过调整开关管的饱和导通时间实现的。因此，开关电源工作原理的分析应以自激振荡过程为核心。自激振荡电路通常由开关管发射结和开关变压器反馈绕组参与构成，因此在振荡回路的分析过程中应注意以下两点：

1）如果没有反馈电路的作用，开关调整管是可以保持导通状态而不会截止的；

2）有些电路整个自激振荡过程采用LC自激振荡电路形式，有的电路部分工作过程采用LC自激振荡电路形式，且常利用反馈绕组作为LC振荡电路中的振荡线圈。

3 稳压电路原理分析

输出电压从高频整流滤波电路得到，忽略二极管vD的正向压降，输出电压的计算公式如下：UO= Um×TON/T (其中Um脉冲峰值电压，TON为脉冲宽度，T为周期)。当输出电压发生变化时，改变脉冲宽度和改变脉冲周期都可以调节输出电压达到稳压目的，这两种输出电压的调整方式被称为调频式和调宽式。目前，自激式开关电源常采用改变脉冲宽度的方式，即通过改变电源调整管的饱和导通时间长短来稳定输出电压。

如图2所示，取样电路对稳压电源的主输出电压进行取样，取样电路分为电阻分压电路中利用电位器取样或利用电源变压器中的取样绕组取样，将输出电压的变化取样送入取样放大管的基极。基准稳压电路通常为稳压二极管，常接在取样放大管的发射极以稳定发射极电压。当输出电压发生变化时，取样放大管的导通程度发生改变，通过脉宽控制电路去微调电源调整管的饱和导通时间，可以达到稳定输出电压的目的。

需要注意电源调整管由饱和导通状态转入截止状态，主要通过减小基极电流IB后，利用正反馈作用不断减小集电极电流IC和基极电流IB来实现的，电源调整管的饱和导通时间主要是由自激振荡电路决定。但在有些开关电源电路中，自激振荡过程和稳压过程中都要对基极电流IB进行分流，但要注意自激振荡过程中的分流是为了使开关调整管进入截止状态，稳压过程中的分流是为了改变高频脉冲宽度进而实现稳压，一定要区分两者目的的不同。

4 保护电路原理分析

开关电源电路中的保护电路主要包括过压保护电路、过流保护电路和尖峰脉冲吸收电路，这些电路主要是为了保护电源调整管设计的，避免调整管集电极出现较大的冲击电压使其击穿，或者避免出现大电流烧毁开关管。自激式开关电源正常工作的重要条件是振荡电路的正常工作，若停振则电源不工作，所以各种保护电路也是针对着自激振荡电路而设计的。

1）过压保护。由于电网电压波动或负载原因使低频整流输出的直流电压突然升高时，图2中开关调整管V的集电极会受到电压冲击而损坏。保护电路的设计思路是破坏自激振荡的工作条件，通常在开关调整管V的基极和发射极之间接上压控晶体管，当直流电压突然升高时，将这种变化通过反馈绕组传递到压控晶体管上，使其迅速进入饱和导通状态，将开关调整管V的基极和发射极短接，迫使开关管停止自激振荡，开关电源不再有直流电压输出，从而避免过高输入电压对开关管的损害；

2）过流保护。由于开关调整管V处于饱和导通期间，基极有较大电流以维持其饱和导通状态。如果负载电流突然增加，则饱和导通时间会延长，所需的基极电流也会增大。开关调整管V中的基极电流和集电极电流的增加，会引起调整管烧毁。过流电路的设计思路是当基极电流增大时对其分流，通常利用开关调整管V的基极和发射极之间接上的压控晶体管，使其导通构成对开关管基极较大的分流，使开关调整管饱和导通的时间相应缩短，使集电极电流的增长不超过允许值，起到过流保护的作用；

3）尖峰脉冲吸收电路。开关调整管在饱和导通转向截止时，在高频整流二极管尚未导通的时刻，在图2初级绕组L1和次级绕组L2上保持较大的电磁能量，会使线圈L1上出现上负下正的感应电动势。由于分布电容和漏感的作用，容易产生自激振荡并出现较大的尖峰脉冲。为了避免尖峰脉冲击穿开关管，吸收电路的设计思路是消除尖峰脉冲，通常在初级绕组L上并接电阻和电容构成的阻尼电路，消除振荡从而保护开关调整管。

5 结论

由于自激振荡式开关稳压电源的体积小、重量轻、电网电压适应范围宽的优点，目前在彩色电视机和民用电子产品中应用较广泛。开关电源中的稳压电路和保护电路都是针对自激振荡电路原理设计的，自激振荡电路的正常工作是电源正常工作的充分条件，因此在教学和维修过程中，以自激振荡电路原理为核心进行分析，是理解整机工作原理和快速维修的关键。

参考文献

[1]姜夔.电视机原理与维修[M].高等教育出版社，2002.

[2]何祖锡.彩色电视机原理与维修[M].电子工业出版社，2008.

第4篇：开关电源工作原理范文

关键词 医疗器械 维修 电源 重要性 原理

随着技术的进步，各种高、精、尖的医疗器械在临床上得到广泛应用。不过，无论新设备功能如何先进，电源都是不可缺少的一环。虽然医疗器械原理各不相同，但电源原理大同小异。电源的工作环境比较恶劣，特别是开关电源需要承受高电压以及大电流的冲击，因此故障往往较多。统计显示，医疗器械故障当中电源故障的比例大于50%。[1]电源故障同电器元件与控制线路故障不同，会导致整个设备出现故障，因此电源维修的重要性受到人们的高度重视。

一、医疗器械维修中的电源

电源，是指为机械提供电能的相关装置，可以说是一切机械设备以及电子仪器的关键组成部分，也是转换电能为机械运转能源的器件。当代社会发展过程当中，常见电源设备是220V交流电转变为低电压电流，为各种电子、电气以及器械提供能源。机械工作环节，电源的作用不可替代，是电气设备的动力核心，同时也是电力电路控制的核心设备。电源质量的好坏直接决定着电气设备可靠性以及运行效率，也是发挥机械功能的核心影响因素。[2]在当代社会发展的过程当中，各种现代化的医疗器械广泛使用，大部分都是将信息技术以及计算机技术作为控制核心的小型化设备，功率往往比较高，配套供电设备重量轻、体积小、功能强以及效率高。因此，在现代化的医疗器械当中，大部分器械都是使用高效率开关电源，这种电源工作当中输入以及输出电压往往存在着比较大的波动，这就要求工作当中需要保持平均直流输出电压出现的波动在允许范围内。在这一背景下，及时通过某个固定频率来切换开关，通过导通长度调整输出电压。

二、医疗器械维修中电源的重要性

在此，以TOP227Y为例分析医院医疗器械维修中电源的重要性。

（一）开关电源工作的原理

TOP227Y是PI公司推出的Swicth系列芯片，集合控制脉冲信号的电路以及功率开关器等部件，这一开关电源有着集成度高、性能指标理想、电路简单、功耗低、输入电压与输入频率范围较宽、电源效率高、无须调试、电磁干扰比较低以及无须工频变压器等方面的特点。[3]在220V的时候交流电源经过电源齐整流波率之后分成两路输出，其中的一路经过高频变压器变换之后，再经过两个整流滤波器送到输出直流部分以及光耦合器部分，另一路则传送给TOP227Y的控制开关部分。

（二）开关电源的工作原理分析

医院医疗设备电源在工作当中，通常情况下都是使用高频变压器，在安装之初需要针对性研究变压器的电压转换、存储量以及隔离功能等。高压变压器研究方面，初级绕组需要反馈绕组以及同次级绕组才能够加以控制，同时将其全面归纳，使之可以同已有的技术完全不同，提高研究工作科学水平。在实际应用的过程当中，TOP227Y设备在导通电力的时候，电能就会转化成为磁场的形式，从而储存到初级绕组当中，设备运转停止的时候，磁场形式能量就会传递给次级绕组，最后传递到反馈绕组，发挥相应的作用。

（三）电源故障及其检修实例

故障现象：刚开机的时候电源供电+5V、+12v以及-12V都比较正常，检测液晶屏背光系统的升压板开关信号电压为+18v左右。在机器持续工作20min之后，整机就会反复重启，在30min之后暗屏。故障排除：通过检测发现电源供电+12v下降到+2.2v，+5V下降到0.3V，同时-12v下降到-3v，升压板信号开关端的电压则下降到0v。进一步检测发现升压板的温度较高，认真检查主板等元件以及电路和元件并未发现存在明显的损坏问题。因此，可以判断属于液晶屏背光升压板问题。该升压板是塑封模块，在维修的过程当中，可以使用国产SF-02S02升压板来替换电路图，之后使用高绝缘强度的材料包扎接线，然后固定升压板在原机的直流电池盒当中，开机测试之后正常工作。

综上所述，医疗器械维修当中电源起着重要作用，所以维修人员需要了解电源工作的原理，尤其是电源开关原理，加强对电源的保养与维护。在故障检修过程当中，认真细致地进行检查，准确定位故障的位置并予以维修，从而确保设备正常运行。

（作者单位为阜宁县人民医院）

参考文献

[1] 周理明，蒋益钢，卢航.医疗器械维修的捷径――电源的维修[J].医疗卫生装备，2013，28（9）：91-92.

[2] 陈宏军，张华. GEPr01000型多参数监护仪开关电源的原理与检修[J].医疗卫生装备，2014，32（6）：129-131.

第5篇：开关电源工作原理范文

关键词：直流开关电源 控制电路 TOP247YN 电路

中图分类号：TN86 文献标识码：A

引言

目前，各种各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率正越来越得到广泛的应用。伴随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求也在不断提高。可以说，适应各类开关电源的控制集成电路功能正在不断完善，集成化水平不断提高，外接原件也是越来越少。开关电源的研制生产正在日趋简化，成本也日益下降，而且集成控制芯片种类也越来越多。

针对开关电源，其中的控制电路部分发挥着很大作用，对于一个电路是否能够输出一个稳定的直流电压，反馈环节就显得尤为重要。如今，在直流开关电源中，大都采用PWM控制方式来调整占空比从而进一步来调整输出电压[1]。在开关电源中，控制电路通常都是采用集成控制芯片来加以控制。

在本文设计中，考虑到小型、高效的设计初衷，控制电路部分决定采用集成化程度较高的单片开关电源芯片TOP247YN，通过它可把MOSFET和PWM控制电路较好地集成在一起，这样可使得芯片电路更简单而实用，从而使得设计出的开关电源更加小型化。

1、 TOP247Y的基本工作原理及主要工作过程

在本文设计中采用的TOP247Y就是属于第四代开关器件。

其主要工作原理是：TOP247Y控制芯片是利用反馈电流IC来通过调节占空比D，从而达到稳定输出电压的目的，属于PWM控制类型中的PWM型电流反馈模式。当输出电压升高时，经过光耦反馈电路使得IC增加，则占空比将减小，从而达到稳压的目的[3]。反之亦然。

TOP247Y控制芯片内部主要工作过程：在启动的过程中，当滤波后的直流高电压加在D管脚时，MOSFET起初处于关断状态，在开关高压电流源连接在D管脚和C管脚之间，C管脚的电容被充电。当C管脚的电压VC达到5.8V左右时，控制电路被激活并开始软启动。在10ms左右的时间内，软启动电路使MOSFET的占空比从零逐渐上升到最大值。如果在软启动末期，没有内部的反馈和电流回路加载管脚C上，高电压电流源将转向，C管脚在控制回路之间通过放电来维持驱动电流。

芯片自身消耗的过电流是通过内部电阻RE转到S脚。这个电流是通过内部电阻RE控制MOSFT的占空比来提供闭合回路的调节。这个调节器有一个有限的低输出电阻ZC，可设定误差放大器的增益，被用在主要的控制回路。在控制回路中，动态变化的电阻ZC以及内部的C管脚电容可以设定主极点。当出现错误的情况时，如开环或输出短路时，可以阻止内部电流进入C引脚。

C引脚的电容开始放电到4.8V，在4.8V时，自动重启被激活，使得输出MOSFET关断，把控制回路钳位在一个低电流的模式。在高电压电流源打开，有继续给电容充电。内部带迟滞电源欠压比较器通过使高电压电流源通断来保持VC的电压在4.8V到5.8V的区域内。

2、开关电源芯片的电路选择

TOP系列的控制芯片的控制引脚C的电路基本类似，在本文设计中，C6选择0.1uF。电容C7选择47uF/10V的低成本电解电容。而串联电阻R8选择为6.8Ω/0.25W的电阻。■

参考文献

[1] 沙占友. 新型单片开关电源的设计与应用[M] . 北京：电子工业出版社， 2001.

[2] 杨 旭，裴云庆，王兆安. 开关电源技术[M] . 北京： 机械工业出版社， 2002.

第6篇：开关电源工作原理范文

【关键词】开关电源；双闭环反馈；稳压；稳流

1.前言

高频开关电源在二十世纪八十年代进入我国后，由于其具有体积小、重量轻、效率高、噪音低等优点，大量地进入我国邮电通讯、电力部门及其它领域，其发展迅速，市场潜力巨大，取代了许多传统的中小功率可控硅整流电源。而在传统的工矿企业，如电解电镀、电化、电火花、电池充电、水处理、热处理、焊接、冶炼等诸多领域，目前还在大量使用传统的可控硅整流电源，不符合国家环保节能的政策。目前市场上的单台高频开关电源功率受到器件的约束及其它因素的限制，难以在大功率（50KW以上）场合实用需要。为了把功率做大，简单的方法就是把许多单台高频开关电源，将其输出简单并联，形成扩流输出。但这种方法有一个局限性，那就是并联后的系统只能是稳流输出，而不能适应稳压输出的应用场合。本文设计思想就是在上述简单并联后的基础上，再单独设计一个输出电压负反馈系统，利用电压反馈系统的输出来控制各台高频开关电源，形成双闭环反馈，从而达到并联系统的稳压输出。由于单台高频开关电源的工作原理众所周知，故以下着重从自动控制系统原理方面介绍并联系统的工作原理。

2.系统控制原理图

并联系统的自动控制原理如图1所示。

在自动控制电机直流调速系统中，有一种转速、电流双闭环反馈系统，又称串级系统。外环是转速反馈，内环是电流反馈。任何系统内外扰动或电网电流变化造成的转速变化，都能通过外环或内环的反馈系统调节，达到稳定的转速输出。本文正是基于此设计思想，设计了如图1的高频开关电源双闭环反馈并联自动控制系统。图中各台高频开关电源本身就是可以独立工作的，且内部形成电压或电流负反馈系统。并联系统电压反馈属于外环，内环由高频开关电源内部形成。这种并联系统之所以简单，就是在单立工作的电源基础上，把输出端简单并联在一起。而输入端的给定由外环统一加到各立的高频开关电源。

图1中虚线框内1#、2#、……、N#为各台高频开关电源，其内部自动控制原理图简化为一阶系统比例积分环节，所以各台高频开关电源的稳流或稳压精度很高。图中它们工作在稳流状态下。

3.系统工作设计原理

3.1 单台高频开关电源设计及总体框图

单台高频开关电源的技术指标：

输入电压：380V，50HZ

输出电压：DC 18V

输出电流：DC 800A

限流值：850A

限压值：18.5V

保护：过流保护、热保护、过压保护、欠压保护

转换效率：>80%

单台高频开关电源总体框图如图2所示。整机电路可分为变换主回路和控制电路两大部分。交流380V电压经输入电源滤波器、输入直流整流滤波得到550V左右的直流电压，供给脉宽调制器，它有两组IGBT模块、高频变压器及输出整流滤波组成。

由PWM控制电路提供交变脉冲经驱动电路来控制IGBT模块的通断，将直流电压变换成交变的20KHZ脉冲电压，经高频变压器隔离变换成所需的电压，再经输出整流二极管全波整流，得到平均幅值为18V的直流电压。

控制电路由PWM控制电路、驱动电路、反馈取样电路、限流限压电路及辅助电源组成。PWM控制电路输出两路彼此相位差180?，并有一定死区的脉冲，经驱动电路放大，控制主回路IGBT模块的通断。为了得到稳定的输出电压或电流，对输出电压或电流进行采样、反馈，与基准值比较、放大，控制PWM电路的脉冲宽度，调整IGBT的占空比来实现稳压或稳流。同时通过软启动、过流过压保护、短路保护及限压限流电路对电源本身实施保护措施。

单台高频开关电源构成一个电流负反馈控制系统，简称内环。自动控制原理如图3所示。

图3中采用了PI调节器的单闭环电流负反馈控制系统，既保证了动态稳定性，又能做到无静差，很好地解决了动、静态的矛盾。其调节原理：在电流给定值不变的情况下，当负载变动或电源内部原因造成了电源输出电流变动时，自动控制调节过程为：

通过以上的调节过程，可以保证单台高频开关电源输出稳定的电流。这样，把各个单独工作的高频开关电源输出并联在一起，且工作在稳流状态下，接受同一的电流给定值，就可保证各台高频开关电源输出同样大小的电流。从而实现并联系统的扩流输出。为了提高系统的整体可靠性，还可根据系统的要求，增加N+1冗于设计。这种简单的组合在一起，当某台高频开关电源出现故障，可立即把其关电退出运行并断开输出连接，把备份的高频开关电源通电投入运行即可。从而把处理故障的时间减少到最小。

3.2 系统自动控制原理

双闭环并联系统自动控制原理如图4所示。

图4中在高频开关电源系统外增加了一个比例积分调节器，用来调节并联系统的电压。把并联系统的输出电压反馈和并联系统给定值进行比较，其差值经信号放大，作为高频开关电源系统电流给定值，而高频开关电源系统根据不断变化的电流给定值来调节自身的输出电压，以此保证自身的输出电流根据给定值变化而变化。从而也保证了并联系统输出电压稳定。从闭环反馈的结构上看，电流调节环在高频开关电源系统内部，是内环；电压调节环在外面，成为外环。二者之间实行串级连接，即以电压调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出作为并联系统输出电压的控制，那么两种调节器作用就能互相配合，相辅相成了。这就形成电压、电流双闭环反馈控制系统。为了获得良好的静、动态性能，两个调节器一般都采用PI调节器。

当由于负载扰动，造成了并联系统电压输出变动，则系统自动控制调节过程为：

上述电压调节过程可以保证并联系统在稳压工作状态下，输出电压稳定。若系统要工作在稳流状态下，只需通过系统内部的选择开关，把外环电压反馈单元关闭，直接把电压给定信号加到各台高频开关电源，由于各台高频开关电源本身工作在稳流状态下，从而可以保证并联系统的每台高频开关电源输出同等大小电流。

从动态稳定性上看，在设计过程中，先把单台高频开关电源设计调整好，使之能稳定的输出额定电流。然后把各台并联连接在一起，加上电压反馈外环，再按系统设计要求并调整外环，使系统输出电压保持稳定。需要注意的是：内环根据其设计指标要逐一开启和外环连调，等所有的内环调整好后，再把所有内环开启，与外环一同调节系统的输出电压和电流。

4.实验与结论

应用以上原理，制作了一台组合式并联的72KW高频开关电源。具体参数为：AC380V±10%，稳压输出18VDC；限流电流4100ADC；稳流输出4000ADC；限压电压18.5VDC。该并联系统由五台单独的高频开关电源并联组合，每台高频开关电源都输出同等的800A/18V。系统在稳压工作时，即使输出短路也能限流在4100A稳定工作；稳流工作时，输出端开路能实现限压而稳定工作。若为了提高并联系统的可靠性，还可增加一台备份。该电源在电镀行业镀铬工艺中现场运行已有近两年，基本上达到了设计要求，用户反应良好。

参考文献

第7篇：开关电源工作原理范文

Scopus数字解码器电路

剖析和维修方法的探索

数字解码器是整个系统的终端设备。它从码流中将需要的节目信号分解出来，再传送到发射机对空发射。它工作是否稳定直接影响广播电视播出质量和播出安全。

1、Scopus 解码器开关电源电路的剖析

Scopus 解码器常出现图像效果差、声音嘈杂、时常“无故”死机等很多离奇古怪的故障。经过多次摸索发现故障的根源就是开关电源，图一是Scopus解码器开关电源实物照片。

我们根据实物绘制了电路图（见图二），分析了工作原理。由图二可见，Scopus 解码器电源是以PWM（脉宽调制）芯片KA3842为核心的DC/DC开关电源，该芯片为单端输出，直接驱动开关场效应管IRF640B，IRF640B的负载为开关变压器，KA3842通过调节脉冲宽度来实现输出电压的稳定。

通过电路剖析我们发现，此开关电源电路板很小，输出部分的4个发热器件D4、D5、IC4、IC5集中固定在一块很小的散热片上，紧邻散热片的是11个电解电容。这些电解电容长期受散热片烘烤必然导致内部电解液过热膨胀而鼓包，电解电容鼓包表明其性能劣化甚至失效，这又导致电压低而不稳和纹波增大。到一定程度，影响了相关电路的正常工作，就会发生诸如图像效果差、声音嘈杂、输出信号时断时续、时好时坏、“无故”死机等故障。这无疑是设计上的缺陷。针对这种情况，我们提出了三点改进建议：1、在空间允许的情况下加大开关电源电路板，以扩大元件间隙；2、增大开关电源中散热片的面积，以确保散热迅速；3、采用大体积高耐温的优质电解电容。

2、Scopus数字解码器雷击后维修方法的探索

数字解码器与外界相连的有码流线、电源线、视频和音频线，这些都是感应雷电的媒介。尤其是视频和音频线很长，大多要跨越机房与发射机连接，发生感应雷击的概率较大。故障表现通常有以下几种：（1）伴音正常，无图像。（2）伴音正常，图像暗淡。（3）图像正常，无伴音。（4）图像正常，伴音沙哑。……

雷击损坏范围大，损坏元件有很强的随机性和不确定性。数字解码器芯片众多（见图三），大量采用超大规模集成电路，三层板贴片焊接更增加了维修的难度，不具备根据实物绘制电路图的条件。面对这种情况，我们经过耐心研究，根据雷击特点总结了一套应对方法：首先顺着输出异常的信号端口找到第一个集成电路，以这个集成电路为核心对该单元电路进行剖析，弄清工作原理和可能损坏的元件；然后借助测试仪表对该单元电路进行详细测试，准确定位损坏的元件；最后就是更换损坏的元件，长时间试用后再投入使用。

长期实践表明，这套办法能够迅速修复绝大多数雷击损坏的解码器。

BCJ-4波导充气机电路剖析

和维修方法的总结

波导充气机广泛用于广播电视微波站、卫星地球站和发射台，其作用是为波导管自动充气，使波导管内保持有一定压力的干燥空气，以确保外部潮湿空气及水分不能进入其中，从而使传输特性稳定，保证信号的传输质量。它虽然是附属设施，但对保证信号安全传输和播出则是至关重要的。

为了实现对波导充气机的独立、迅速维修，我们也根据实物（见图四）绘制了BCJ-4波导充气机电路图（见图五），搜集整理了所有元件的技术资料。并根据电路图总结出了工作原理和常规故障维修方法。

波导充气机也是经常遭到雷击损坏的设备之一，但其损坏途径相对单一，都是通过电源造成的，针对雷击损坏范围大、程度深的特点，我们总结出了一套“不讲道理”的三步“模糊”维修法，1、检查各元件外观是否异常，更换炸裂、烧焦、鼓包等外观异常的元件；对电路中的三级管、二极管进行逐个检测，更换测试数据异常的元件。2、开机试验各种性能，测量各路电源电压、各集成电路引脚电压是否正常。3、根据故障表现，更换相关的集成电路。

第8篇：开关电源工作原理范文

关键词：开关电源；UC3842；双入多出

开关电源是基于电力电子技术，通过控制开关管通断的占空比产生一定幅值的电压，再利用变压器、稳压芯片等器件实现要求电压的稳定输出。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、通讯设备、电力设备、数码产品等领域。为了解决上述问题，本文介绍了一种基于UC3842的双入多出开关电源，直流、交流双模输入，7路直流输出。

1 开关电源工作基本原理

根据开关电源的结构可知，其工作基本原理为：输入端接入220V工频交流电，经输入滤波和整流滤波，转化为高压直流电，通过开关电路和高频变压器将电压转化成低压脉冲，最后经整流滤波输出直流电压。电路中存在双重反馈，即电压反馈和电流反馈。输出电压对控制电路进行反馈，据此控制电路来调节开关管的占空比；保护电路中的电流反馈信号与误差放大器的输出电平相比较，用于控制锁存器，保护电路安全。通过电压电流的双重反馈控制，可达到较为稳定的电压输出。

2 双入多出开关电源工作原理

本文介绍的开关电源共4个模块：供电输入模块，变压器模块，整流稳压模块。输入为220V市电或400V高压直流电，输出+5V，-5V，+18V， +15V，-15V，共5种电压值，7路输出。

2.1 供电输入模块

我们可将供电输入模块一路输入端设为220V的工频交流电。D1，D2，D3，D4，构成整流电路，再通过C1及C2滤波电容，输出310V直流电压。二路最大输入为400V高压直流电。保险管F1起过流保护作用，当电流超过5A，保险管断开，系统停止工作，保护电路及人身安全。

2.2 变压器模块

变压器模块是利用高频耦合变压器将高频交变开关脉冲传递到副边，再通过副边电路输出要求的稳定直流电压。本系统中采用的反激式变压器具有以下作用：

（1）将原边电压转化为所需电压输出；

（2）增加多个副边绕组，提供多路输出；

（3）变压器隔离，保障了系统与使用者的安全。

系统上电后，芯片输出驱动MOS管导通时，变压器原边电压上正下负，当驱动脉冲为低电平，Q1截止，启动状态电压消失后，反激式变压器释放能量，原边电势为上负下正。在能量释放过程中，反激式变压器辅助绕组，即引脚1和2，产生感应脉冲，经二极管D7进行半波整流，然后通过C26、C27 滤波，在启动后向UC3842供电，D5，C11，R3及C21，D6，R4 与原边绕组构成初级漏感吸收回路，吸收变压器放能时的漏感，防止瞬间电流过大烧坏变压器。

2.3 整流稳压模块

本系统的两路输出整流稳压模块。开关管关断时，副边回路导通，电压通过二极管D8，D9与电容C3，C7形成的半波整流电路，后接电解电容C5，C8 滤波，然后通过稳压芯片LM7818CT与LM7905CT，得到输出+18V，-5V。模块中C4、C6、C9、C10 更好的滤除谐波，保证电压稳定。

其余5路输出与上述原理相同，在此不作介绍。

3 结语

本文介绍了基于UC3842的具有直流、交流两种模式输入，七路直流电压输出的反激式开关电源。其利用脉宽调制技术得到的电压输出安全稳定，易于控制，且成本低廉，能够广泛应用于各种设备和复杂实验。

参考文献：

[1]童朝南，韩建军.采用UC3844的反激式开关电源反馈回路的改进与设计[J].电子技术应用，2008（06）：74-77.

[2]王全保.电子变压器手册[M].沈阳：辽宁科技技术出版社，1998（08）.

[3]张兴.电力电子技术[M].科技出版社，2013.

第9篇：开关电源工作原理范文

关键词： 太阳能路灯； LED； 恒流驱动电源； 开关电源； XL6006

中图分类号： TN86?34； TK513 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）06?0168?03

Abstract： Aiming at the application of the high?power constant current driving technology in solar LED street light， a design method of the high?power LED constant driving power supply is introduced. The working principle of Boost switching power supply and element parameter calculation method of its driving power supply are given. The efficiency of the designed power supply was tested. Its conversion efficiency is 92% while the step?up ratio is 1.4. The test results show that the constant current driving power supply of the LED street lamp has high conversion efficiency and a certain practical value.

Keywords： solar street lamp； LED； constant current driving power supply； switching power supply； XL6006

0 引 言

太能是人们公认的清洁能量[1]。随着太阳能光伏发电技术发展和大功率LED生产工艺水平的提高，光伏太阳能LED路灯[2]作为一种高效、环保、节能、绿色照明[3]，在照明领域中得到推广与应用[4]。LED是一种半导体发光器件，其寿命极易受到温度影响[5]。为了延长太阳能LED路灯的使用寿命，要采用恒流驱动电源[6]来驱动太阳能LED灯。

针对大功率的恒流驱动技术在太阳能LED路灯中应用，本文介绍了大功率LED恒流驱动电源设计方法与技术。本LED路灯恒流驱动电源具有转换效率高，成本低廉等特点。

1 Boost开关电源工作原理

太阳能路灯采用的大功率LED灯，一般是由小功率的LED灯串联而成；因此，在太阳能LED路灯照明系统中，需要一个升压式开关电源（DC/DC变换电路[5]）来驱动大功率LED照明灯。升压式开关电源的原理图[5]如图1所示，其中：L为功率电感；A1和A2构成PWM调制电路；D为续流二极管；C为滤波电容；RL为电源的负载。图2（a）为当T闭合时的等效电路，图2（b）为当T 断开时等效电路。在图2中，当电路工作在稳态时，电感器上的电流的变化量相等， 根据电路知识可得到如下等式：

[UiTON=（Uo-Ui）TOFF] （1）

式中：TON为开关闭合时间；TOFF为开关断开时间，令D1=[TONTS]，D2=[TOFFTS]；TS为开关周期，利用D1+D2=1关系式，可得到输出电压与输入电压的关系：

[UoUi=11-D1=1D2] （2）

分析可知电感纹波电流、开关频率和电感之间的关系为：

[ΔiL1=1LfsUiD1] （3）

式中，电感器的纹波电流大小与输入电压Ui和占空比D1成正比，与电感量L和开关频率fs成反比，它是选定电感量的重要的理论依据。

当转换器工作在稳态时，得电感上的平均输入电流如下：

[ILA=Io（1-D1）] （4）

式中：ILA电感上的平均输入电流；Io为平均输出电流。

2 太阳能LED路灯恒流驱动电源设计

2.1 电路原理图

图3为LED路灯用的恒流驱动开关电源的电路图。由图3可知，本设计主要由XL6006芯片、微控制器、储电池和一些元件构成。XL6006是一块高效升压型开关型恒流驱动芯片，其内部集成了功率开关管，具有电源转换率高和元件少等优点，是理想的LED恒流驱动芯片。L为大功率储能电感器，D1为开关电源的续流二极管，当XL6006内部的功率开关管闭合时，XL6006第3引脚接地，二极管D1反偏截止，电感器中的电流线性增大，电感器储能；当XL6006内部的功率开关管断开时，XL6006第3引脚悬空，二极管D1正偏导通，电感器中的电流流向负载LED。ST15W401为一片单片机，内部集成了A/D转换器和PWM控制器，R1和R2为分压电路，储电池的电压通过分压电路分压之后，输到单片机的第1脚。RS为电流取样电阻， D3和RF为开关电源的功率控制路，控制太阳能路灯恒流驱动电源输出功率。

2.2 电路参数的计算

在计算PWM占空比D1时，按输入电压为12.5 V，输出电压为24 V计算，所以根据式（2）可以计算此驱动电源的占空比D1为：

[D1=Uo-UiUo=24-12.524≈0.479] （5）

在计算电感器的平均电流ILA时，按输出的电流为1 A计算，根据式（4）可计算出电感器的平均电流（单位为A）：

[ILA=Io1-D1=11-0.479≈1.9] （6）

在设计电路时，为了让变转换器工作在CCM模式下，电感器的电流的变化量不大于电感器平均电流的50%，在此设计中，电感器最大电流变化量按40%计算（单位为A）：

[ΔIL=ILA×0.4=1.9×0.4≈0.77] （7）

因此，可计算出电感器的峰值电流（单位为A）：

[Ipeak=ILA+ΔIL=1.9+0.77=2.67] （8）

因为 XL6006的开关频率fs为180 kHz，根据式（3）可以计算出转换器的电感值（单位为μH）：

[L=1ΔiL1fsUiD1=12.5×0.4790.77×180×103≈43.2] （9）

根据以上的电感的计算结果，本设计选用47 μH， 5 A的电感器。

3 设计实例样机的试制及性能指标的测试

为了验证设计的正确性，根据以上的电路图和计算出来的元件参数值试制一台样机，并对样机进行测试。在测试时，选用台湾晶元大功率LED灯珠进行实验，把6颗5 W的LED灯珠串联成30 W的大功率LED灯，并把这些LED灯贴在一个大散热器上进行实验。调节输入电压值，用万用表测量不同输入电压下的输入功率与输出功率，计算转换效率，并用表格记录下每次测量结果，如表1所示。

由表1可以看出，当输入电压在11 V左右时，恒流驱动电源的转换效率在87%左右；当输入电压在12 V左右时，恒流驱动电源的转换效率在89%左右；当输入电压在13 V左右时，恒流驱动电源的转换效率在90%左右；当输入电压在14 V左右时，恒流驱动电源的转换效率在91%左右。由此可见，本恒流转换器具有较高的转换效率。为了进一步地了解Boost 升压型开关电源的升压比与转换效率的关系，用数值计算方法拟合升压比和效率数据，拟合曲线如图2所示。从图2可以看出，升压比和效率成反比关系。从图可以看出，当升压比为1.4时，其转换效率约为92%，当升压比为1.5时，其转换效率约为91%，当升压比为2时，其转换效率约为87%，通过计算，由此可见，在设计Boost恒流驱动电源时，为了得到较高的转换效率，升压比控制在2倍以内。

4 结 论

太阳能LED恒流驱动电源，是光伏太阳能LED路灯照明系统的关键部件，其设计质量，直接影响LED路灯的使用寿命。针对Boost恒流驱动技术在太阳能LED路灯中应用，本文介绍太阳能LED路灯恒流驱动开关电源设计方法，并通过实例参数试制一台实验样机，用数值计算方法拟合了样机升压比和效率数据，当升压比为1.4时，其转换效率约为92%，当升压比为1.5时，其转换效率约为91%，当升压比为2时，其转换效率约为87%。测试表明，该恒流驱动的设计方法可行，能为设计大功率LED太阳能路灯恒流驱动电源提供一个参考。

参考文献

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