開關電源原理
開關電源是一種電壓轉(zhuǎn)化電路，首要的作業(yè)內(nèi)容是升壓和降壓，廣泛運用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品。因為開關三極管總是作業(yè)在“開”和“關”的狀況，所以叫開關電源。開關電源本質(zhì)就是一個振蕩電路，這種轉(zhuǎn)化電能的方法，不僅運用在電源電路，在其它的電路運用也很遍及，如液晶顯示器的背光電路、日光燈等。開關電源與變壓器相比具有用率高、穩(wěn)性好、體積小等優(yōu)點，缺陷是功率相對較小，而且會對電路產(chǎn)生高頻干擾,變壓器反饋式振蕩電路，能產(chǎn)生有規(guī)律的脈沖電流或電壓的電路叫振蕩電路，變壓器反饋式振蕩電路就是能滿足這種條件的電路。
1防浪涌軟啟動電路
開關電源的輸入電路大都選用電容濾波型整流電路，在進線電源合閘瞬間，因為電容器上的初始電壓為零，電容器充電瞬間會構成很大的浪涌電流，特別是大功率開關電源，選用容量較大的濾波電容器，使浪涌電流達100A以上。在電源接通瞬間如此大的浪涌電流，重者往往會導致輸入熔斷器燒斷或合閘開關的觸點燒壞，整流橋過流損壞;輕者也會使空氣開關合不上閘。這種現(xiàn)象均會形成開關電源無法正常作業(yè)，為此簡直所有的開關電源都設置了避免流涌電流的軟啟動電路，以確保電源正常而牢靠運轉(zhuǎn)。
2過壓、欠壓及過熱維護電路
進線電源過壓及欠壓對開關電源形成的損害，首要表現(xiàn)在器材因接受的電壓及電流應力超出正常運用的范圍而損壞，一起因電氣性能指標被破壞而不能滿足要求。因而對輸入電源的上限和下限要有所限制，為此選用過壓、欠壓維護以進步電源的牢靠性和安全性。溫度是影響電源設備牢靠性的最重要因素。根據(jù)有關材料剖析標明，電子元器材溫度每升高2℃，牢靠性下降10%，溫升50℃時的作業(yè)壽數(shù)只要溫升25℃時的1/6，為了避免功率器材過熱形成損壞，在開關電源中亦需要設置過熱維護電路。
3缺相維護電路
因為電網(wǎng)本身原因或電源輸入接線不牢靠，開關電源有時會出現(xiàn)缺相運轉(zhuǎn)的狀況，且掉相運轉(zhuǎn)不易被及時發(fā)現(xiàn)。當電源處于缺相運轉(zhuǎn)時，整流橋某一臂無電流，而其它臂會嚴峻過流形成損壞，一起使逆變器作業(yè)出現(xiàn)異常，因而有必要對缺相進行維護。檢測電網(wǎng)缺相通常選用電流互感器或電子缺相檢測電路。因為電流互感器檢測成本高、體積大，故開關電源中一般選用電子缺相維護電路。三相平衡時，R1～R3結(jié)點H電位很低，光耦合輸出近似為零電平。當缺相時，H點電位抬高，光耦輸出高電平，經(jīng)比較器進行比較，輸出低電平，封閉驅(qū)動信號。比較器的基準可調(diào)，以便調(diào)理缺相動作閾值。該缺相維護適用于三相四線制，而不適用于三相三線制。電路稍加變動，亦可用高電平封閉PWM信號。
4短路防護
開關電源同其它電子裝置一樣，短路是最嚴峻的毛病，短路維護是否牢靠，是影響開關電源牢靠性的重要因素。IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)兼有場效應晶體管輸入阻抗高、驅(qū)動功率小和雙極型晶體管電壓、電流容量大及管壓下降的特色，是現(xiàn)在中、大功率開關電源最遍及運用的電力電子開關器材。IGBT可以接受的短路時刻取決于它的飽和壓降和短路電流的大小，一般僅為幾μs至幾十μs。短路電流過大不僅使短路接受時刻縮短，而且使關斷時電流下降率di/dt過大，因為漏感及引線電感的存在，導致IGBT集電極過電壓，該過電壓可在器材內(nèi)部產(chǎn)生擎住效應使IGBT確定失效，一起高的過電壓會使IGBT擊穿。因而，當出現(xiàn)短路過流時，有必要采納有用的維護措施。為了實現(xiàn)IGBT的短路維護，則有必要進行過流檢測。適用IGBT過流檢測的方法，通常是選用霍爾電流傳感器直接檢測IGBT的電流Ic，然后與設定的閾值比較，用比較器的輸出去控制驅(qū)動信號的關斷;或者選用直接電壓法，檢測過流時IGBT的電壓降Vce，因為管壓降含有短路電流信息，過流時Vce增大，且基本上為線性關系，檢測過流時的Vce并與設定的閾值進行比較，比較器的輸出控制驅(qū)動電路的關斷。在短路電流出現(xiàn)時，為了避免關斷電流的di/dt過大構成過電壓，導致IGBT確定無效和損壞，以及為了下降電磁干擾，通常選用軟降柵壓和軟關斷綜合維護技能。在檢測到過流信號后首先是進入降柵維護程序，以下降毛病電流的幅值，延長IGBT的短路接受時刻。在降柵動作后，設定一個固定延遲時刻用以判別毛病電流的真實性，如在延遲時刻內(nèi)毛病消失則柵壓主動康復，如毛病依然存在則進行軟關斷程序，使柵壓降至0V以下，關斷IGBT的驅(qū)動信號。因為在降壓程序階段集電極電流已減小，故軟關斷時不會出現(xiàn)過大的短路電流下降率和過高的過電壓。選用軟降柵壓及軟關斷柵極驅(qū)動維護，使毛病電流的幅值和下降率都能受到限制，過電壓下降，IGBT的電流、電壓運轉(zhuǎn)軌跡能確保在安全區(qū)內(nèi)。在規(guī)劃降柵壓維護電路時，要正確選擇降柵壓起伏和速度，假如降柵壓起伏大(比方7.5V)，降柵壓速度不要太快，一般可選用2μs下降時刻的軟降柵壓，因為降柵壓起伏大，集電極電流已經(jīng)較小，在毛病狀況封閉柵極可快些，不用選用軟關斷;假如降柵壓起伏較小(比方5V以下)，降柵速度可快些，而封閉柵壓的速度有必要慢，即選用軟關斷，以避免過電壓產(chǎn)生。
