1. Einführung in das Schaltnetzteil
Schaltnetzteile finden breite Anwendung in der industriellen Automatisierungssteuerung, in der militärischen Ausrüstung, in wissenschaftlichen Forschungsgeräten, in der LED-Beleuchtung, in digitalen Produkten und Instrumenten und in anderen Bereichen. Ein Schaltnetzteil ist eine Stromversorgung, die moderne Leistungselektronik verwendet, um das Ein- und Ausschaltzeitverhältnis der Schaltröhre zu steuern, um eine stabile Ausgangsspannung zu erhalten. Das Schaltnetzteil besteht in der Regel aus einem PWM-Steuer-IC (Pulsweitenmodulation) und einem MOSFET.
Mit der Entwicklung und Innovation der Leistungselektronik wird auch die Schaltnetzteiltechnologie ständig erneuert. Gegenwärtig werden Schaltnetzteile aufgrund ihrer geringen Größe, ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Effizienz in fast allen elektronischen Geräten eingesetzt. Es ist eine unverzichtbare Stromversorgungsmethode für die schnelle Entwicklung der heutigen elektronischen Informationsindustrie.
2. Grundlegende Komponenten eines Schaltnetzteils
Das Schaltnetzteil besteht grob aus vier Hauptteilen: Hauptstromkreis, Steuerstromkreis, Erkennungsstromkreis und Hilfsstromversorgung.
1. Hauptstromkreis
Einschaltstrombegrenzung: Begrenzung des Einschaltstroms auf der Eingangsseite zum Zeitpunkt des Einschaltens der Stromversorgung.
Eingangsfilter: Er hat die Aufgabe, die im Stromnetz vorhandenen Störungen zu filtern und zu verhindern, dass die von der Maschine erzeugten Störungen in das Stromnetz zurückgespeist werden.
Gleichrichtung und Filterung: Direkte Gleichrichtung des AC-Stroms aus dem Netz in gleichmäßigeren DC-Strom.
Wechselrichter: wandelt gleichgerichteten Gleichstrom in hochfrequenten Wechselstrom um, der Teil des Hochfrequenz-Schaltnetzteils ist.
Gleichrichtung und Filterung des Ausgangs: Bietet eine stabile und zuverlässige Gleichstromversorgung entsprechend den Anforderungen der Last.
2. Steuerkreis
Einerseits werden an der Ausgangsklemme Abtastwerte entnommen und mit dem eingestellten Wert verglichen, woraufhin der Wechselrichter so gesteuert wird, dass er seine Impulsbreite oder -frequenz ändert, um den Ausgang zu stabilisieren. Andererseits werden auf der Grundlage der von der Prüfschaltung gelieferten und von der Schutzschaltung ermittelten Daten verschiedene Schutzmaßnahmen für die Stromversorgung durchgeführt.
3. Detektionsschaltung
Stellen Sie verschiedene Betriebsparameter und verschiedene Gerätedaten im Schutzkreis zur Verfügung.
4. Hilfsenergieversorgung
Realisieren Sie den Software-Start (Fernstart) der Stromversorgung, um die Schutzschaltung und die Steuerschaltung (PWM und andere Chips) mit Strom zu versorgen.
3. Funktionsprinzip eines Schaltnetzteils
Die Spannungsumwandlung des Schaltnetzteils ist ein aus Schalttransistoren, Impulstransformatoren usw. bestehender Impulsoszillator, der Impulsstrom erzeugt und 300 V Gleichstrom über die Sekundärseite des Impulstransformators in die erforderliche Spannung umwandelt. Das elektrische Prinzip ist in Abbildung 2 dargestellt.
1. Funktionsprinzip des Impulsoszillators
1) Start des Impulsoszillators
Die Stromversorgung versorgt den b-Pol (Basis) und den e-Pol (Emitter) von Q3 (Transistor) über R10, R10A und R15 mit einer Vorwärtsspannung, die Q3 in den leitenden Zustand versetzt.
2) Oszillationsprozess des Impulsoszillators
Wenn Q3 in den leitenden Zustand übergeht, fließt +Vc durch die Primärspule des Impulstransformators, den c-Pol, den e-Pol von Q3 und R15 zum -Vc des Netzteils. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Sekundärspule des Impulstransformators ein induziertes Potenzial, und das sekundäre Ende der Spule ist mit -Vc verbunden, und das andere Ende ist über R12 und C8 mit dem b-Pol von Q3 verbunden, und die Polarität des induzierten Potenzials ist die gleiche wie die des selbstinduzierten Potenzials der Primärspule (die oberen Enden der Primärspulen in der Abbildung haben den gleichen Namen) Anschluss), der b-Pol von Q3 erhält einen größeren Basisstrom, der die Leitung von Q3 beschleunigt, bis Q3 in einen gesättigten Zustand eintritt. Die Schaltung ist in Abbildung 3 dargestellt.
Wenn Q3 gesättigt ist, ändert sich Ic nicht mehr, und die Wellenform ist von t0 bis t3 in Abbildung 4. Nach dem Sättigungsprozess von t3 bis t4 kehrt sich die Polarität des selbst induzierten elektrischen Potenzials und des induzierten elektrischen Potenzials um, d. h. negativ nach oben und positiv nach unten. Das umgekehrte Potenzial in der Sekundärspule wird dem E-Pol von Q1 über R15 zugeführt, und der negative Pol wird dem B-Pol von Q3 über R12 und C8 zugeführt, wodurch Q3 eine umgekehrte Vorspannung erhält und schnell vom gesättigten Zustand in den abgeschalteten Zustand übergeht (t4 bis t6 in der Abbildung). Nach der Abschaltung von Q3 werden das umgekehrte Potenzial und der umgekehrte Strom, die in der Primärspule erzeugt werden, schnell durch den Absorptionskreis, der aus D8, R17 und C7 besteht, absorbiert (t6 bis t7 in der Abbildung). Ein Schwingungszyklus ist abgeschlossen. Dann wiederholt der Oszillatorkreis den oben beschriebenen Vorgang immer wieder.
Die Frequenz des Impulsoszillators wird durch C8 und die Induktivität der angeschlossenen Sekundärspule bestimmt.
