淺談開關電源

淺談開關電源

摘要：開關電源是一種電壓轉換電路，主要的工作內容是將電壓轉換成電子產品所需求的工作電壓。而開關電源的核心就是開關三極管，因為開關三極管的工作狀態要么處于 “開” ，要么處于和“關” ，所以叫開關電源。開關電源實質就是一個振蕩電路。

眾所周知，我們所接觸到的電源電壓大都是220V或者380V，而現代電子產品工作時所需求的電源電壓普遍低于220V，此時就需要用到開關電源。開關電源是一種電壓轉換電路，主要的工作內容是將電壓轉換成電子產品所需求的工作電壓。而開關電源的核心就是開關三極管，因為開關三極管的工作狀態要么處于 “開” ，要么處于和“關” ，所以叫開關電源。開關電源實質就是一個振蕩電路。

常見的開關電源要屬由UC3844組成的的反激式開關電源。其主要組成部分是電源震蕩芯片UC3844、開關管、變壓器。

1.電源振蕩芯片UC3844

由于3844內部集成一個二分頻觸發器，輸出頻率只有4腳振蕩頻率的一半，輸出較大占空比為50％。

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引腳說明：1腳為誤差放大器輸出端，2腳為誤差放大器輸入反相端，用來調整開關電源輸出電壓。1腳和2腳之間由外圍電路接入R、C串并聯負反饋網絡以決定放大器的帶寬頻率特性和放大倍數。2腳電壓是由二次側18V電壓經電阻分壓之后取一電壓，與誤差放大器的同相端內置的2.5V相比較。當2腳電壓高于2.5V時，誤差放大器輸出一個反相較高的電壓，改變6腳的PWM波形，使負載電壓維持一個低于正常值的電壓，從而達到降低二次側輸出電壓維持2腳在2.5V的目的。反之亦然。

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3腳為電流檢測比較端，當3腳電壓超過1V時，PWM鎖存器將封鎖輸出脈沖，對電路啟動過流保護功能。開關管導通后電流流經源極所接取樣電阻R12經電容濾波送入3腳。由于開關管IRFPF50max電流6.7A，工作允許max電流為2A，經過0.5Ω電阻后電壓為1V送入3腳。比較常見的如K2225max電流2A，工作電流max為0.6A，經計算，所接取樣電阻為1.5歐姆時，以達到3腳所需1V電壓。正常狀態下3腳電壓為低于1V的電壓。

4腳為振蕩器定時元件接入端，就好比CPU的晶振。8腳為基準電源輸出端，向外提供+5V穩定性良好的基準電壓。4腳外圍組成的RC震蕩電路電源往往取自8腳，振蕩頻率可通過公式F=1.72/(R·C)。上圖中R=1K歐姆，C=4700PF，計算振蕩頻率為366KHZ，振蕩器的振蕩頻率可達500kHz。一般開關電源中振蕩頻率為50KHZ左右。有時維修聽到開關電源發出刺耳的聲音時，就有可能是振蕩電路損壞，由于人耳能聽到的max頻率是20KHZ，當電容C老化導致振蕩頻率低于20KHZ時就會出現這種情況。

5腳和7腳是供電GND和VCC端子，UC3844具有16V起振電壓和10V欠壓鎖定電壓，不同于UC3843的8.5V起振電壓和7.6V的欠壓鎖定電壓。UC3844正常工作電壓在10~17Ｖ之間。

6腳為PWM波形輸出腳，驅動開關管的開、合，UC3844max輸出電流可達1A。

2.開關管

多使用K1317、K2225場效應晶體管，以K1317為例，耐壓1200V，max電流2.5A。由于漏極和源極之間接有反向二極管，測量二極管的正反向電阻特性可作為一個判斷依據。還有一種方法，在G、S間加正向8V電源，此時測量開關管正向導通，D、S之間電阻很小，把8V電源反轉S接正，G接負極時，開關管反向截止，D、S之間呈現高阻態，說明管子正常。

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還有一些使用雙極型晶體管如BU508A，由于發射極和集電極之間沒有二極管，只能通過外加正反向電壓判斷。

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3.變壓器

變壓器出現故障容易判斷，也難判斷。變壓器損壞分兩種情況，一是匝間短路，即某兩個繞組之間直接相連，二是繞組斷路。因變壓器二次側繞組比較多，需分清各繞組間的關系才能準確判斷。