開關(guān)變壓器工作原理

該電路是在低靜態(tài)電流典型的降壓電路上，用開關(guān)變壓器取代自感線圈實現(xiàn)的。利用開關(guān)變壓器以獲取隔離直流電源的能量供給。開關(guān)變壓器的副邊交變電壓經(jīng)BR1的全波整流，C19 、C20 的濾波，L2 、L3 的高頻遏制及U7 、U8 線性穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓，便可獲取穩(wěn)定的直流輸出。在確定的硬件系統(tǒng)中，用于向數(shù)字系統(tǒng)供電的VCC 電源負(fù)荷是穩(wěn)定的，通過開關(guān)變壓器的交變方波的占空比也是穩(wěn)定的，因此，根據(jù) 5 V、- 5 V 的負(fù)荷情況，恰當(dāng)?shù)倪x擇開關(guān)變壓器的鐵芯、骨架參數(shù)及原、副邊匝數(shù)，便可獲得與供電電源、數(shù)字電路電源VCC隔離的 5 V 、- 5 V直流輸出。

電路參數(shù)及實驗數(shù)據(jù)：

開關(guān)變壓器參數(shù) ：

鐵芯形式： EI22B ，磁導(dǎo)率：2000 H/ m ，骨架參數(shù)： EI22210P ，原邊線圈匝數(shù)： 60 匝，副邊線圈匝數(shù)：40 匝。

電源拉偏實驗參數(shù) ：

在規(guī)定范圍內(nèi)改變輸入電壓，用萬用表測輸出端電壓。

負(fù)荷調(diào)整實驗參數(shù) ：

對3 組直流電源分別接入不同負(fù)載，用萬用表測取輸出電壓。

紋波系數(shù)：

在一定負(fù)荷下用示波器觀察輸出電壓。

測取紋波電壓(峰2峰值) < 5mV。

紋波系數(shù)= 5/5000×100 % = 0.1%，滿足一般硬件電路對電源的要求。

所謂兵馬未動，糧草先行。開關(guān)電源電路提供變頻器的整機控制用電，是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開關(guān)電源電路，為直一交一直型的逆變電路，是一種電壓和功率的變換器，將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓，再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離，開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開關(guān)變壓器為降壓變壓器。開關(guān)電源的特點如下：

1)開關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調(diào)整輸出電壓的，稱為時間比例控制，又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。

2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看，可分為正激和反激兩種工作方式。開關(guān)管飽和導(dǎo)通時， 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止，開關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲能〈電磁轉(zhuǎn)換）。開關(guān)管截止時，二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能（磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反， 實際應(yīng)用不多。

3)從開關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來看，有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號的來源看，又分為自激（分立零件）和他激式（IC電路）開關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。

4)開關(guān)管有采用雙極型器件和采用場效應(yīng)晶體管的。

5)小功率變頻器采用單端正激式電路，大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開關(guān)電源，常提供以下幾種電壓輸出：CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的 5V供電；電流、電壓、溫度等故障檢測電路、控制電路的±15V供電；控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動電路的供電，該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成 15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動電路，為IGBT逆變輸出電路提供激勵電流。

任何電子設(shè)備，電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機的電源供應(yīng)，負(fù)擔(dān)最重。變頻器的開關(guān)電源電路，形式上比較單一，結(jié)構(gòu)上也比較簡單。但是簡單電路也可能會產(chǎn)生疑難故障。開關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀，電路的任一個小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護、負(fù)載等出現(xiàn)異常，都會使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。

上電后無反應(yīng)，操作顯示面板無顯示，變頻器好像沒通電一樣。測量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0，測量變頻器主接線端子電阻正常，那么大致上可以斷定問題是出在開關(guān)電源電路了。

1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;

2.通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號控制開關(guān)管,將那個直流加到開關(guān)變壓器初級上;

3.開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;

4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的.

交流電源輸入時一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西,過濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾;

在功率相同時,開關(guān)頻率越高,開關(guān)變壓器的體積就越小,但對開關(guān)管的要求就越高;

開關(guān)變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;

一般還應(yīng)該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀48V開關(guān)電源.