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24V开关电源原理和维修

2015-07-11 10:21:51 来源:  作者:
摘要:电源是任何电子设备必不可缺的一个部分。有些设备具有自备电源,有些设备,如温度压力传感器等,则需另外配用适宜的电源——DC24V电源。

  电源是任何电子设备必不可缺的一个部分。有些设备具有自备电源,有些设备,如温度压力传感器等,则需另外配用适宜的电源——DC24V电源。随着各类传感器在工业控制领域的大量应用,相应的电源产品的供给也形成了一定的规模,高效率、模块化的仪用DC24V电源产品逐渐独立出来,成为了“专用电源设备”;一些生产线自动控制设备,对供电电源有一定的要求,需要交流稳压供电,各类交流稳压电源设备,能提供较为稳压的电源供给;一些设备,如工业电脑,为满足数据记忆,应急事件处理等要求,除要求稳压供电外,还需要在电网停电时,能实现不间歇供电,UPS一类电源设备产品也应运而生。电源.jpg

  · 其实,从广义上讲,变频调速控制器、直流电动机调速器、电焊机、电镀机等设备,均可列入电源设备,但上述设备已有专著介绍,本文仅就自动化控制中常用到的,但其电路资料相匮乏甚至为空白的DC24V仪用电源做出电路原理分析和故障检修指导。

  · 仪用DC24V开关电源

  · 仪用DC24V开关电源,是一个独立的电源产品,经常作为压力、温度传感器、旋转编码器等检测仪器的专用稳定直流电源。有众多厂商生产和经销该类产品,整机电路组装于一个易于安装和电磁屏蔽良好的金属壳体中,输入/输出端子便于进行线路的连接,故障率低,耐受较为恶劣的工业生环境。

  · CL-A-35-24仪用DC24V开关电源,是额定功率为35W,输出额定(可调整)电压为DC24V的开关电源产品,稳压精度较高,对过载、短路故障有较好的保护功能。

  · 开关电源电路,为直—交—直型的逆变电路,是一种电压和功率的变换器,将直流电压和功率转换为脉冲电压,再整流成为另一种直流电压。输入、输出电压由开关变压器相隔离,开关变压器起到功率传递、电压/电流变换的作用。本机电路中的开关变压器为降压变压器。整机电路由市电整流滤波电路、PWM脉冲生成电路、逆变功率开关电路和开关变压器二次整流电路、稳压控制和过载保护电路组成。具体电路构成见下图1。

  · 1、电路构成和工作原理分析

  · 电路以UC3842振荡芯片为核心,构成逆变、整流电路。UC3842一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,相关引脚功能及内部电路原理已有介绍,此处从略。AC220V电源经共模滤波器L1引入,能较好抑制从电网进入的和从电源本身向辐射的高频干扰,交流电压经桥式整流电路、电容C4滤波成为约280V的不稳定直流电压,作为由振荡芯片U1、开关管Q1、开关变压器T1及其它元件组成的逆变电路。逆变电路,可以分为四个电路部分讲解其电路工作原理。

  · 1)振荡回路:开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R2(工作电流检测电阻)为电源工作电流的通路;本机启动电路与其它开关电源(启动电路由降压限流电阻组成)有所不同,启动电路由C5、D3、D4组成,提供一个“瞬态”的启动电流,二极管D2吸收反向电压,D3具有整流作用,保障加到U1的7脚的启动电流为正电流;电路起振后,由N2自供电绕组、D2、C5整流滤波电路,提供U1芯片的供电电压。这三个环节的正常运行,是电源能够振荡起来的先决条件。

  · 当然,U1的4脚外接定时元件R48、C8和U1芯片本身,也构成了振荡回路的一部分。

  · 电容式启动电路,当过载或短路故障发生时,电路能处于稳定的停振保护状态,不像电阻启动电路,会再现“打嗝”式间歇振荡现象。工作电流检测从电阻R2上取得,当故障状态引起工作过流异常增大时,U1的6脚输出PWM脉冲占空比减小,N1自供电绕组的感应电路也随之降低,当U1的7脚供电电压低于10V时,电路停振,负载电压为0,这是过流(过载或短路)引发U1内部欠电压保护电路动作导致的输出中止;工作电流异常增大时,R2上的电压降大于1V时,内部锁存器动作,电路停振,这是由过流引发U1内部过流保护动作导致输出中止。

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