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開關(guān)電源元器件的基本圖解(一)
來(lái)源:東莞市成良智能科技 發(fā)布時(shí)間:2019-08-07 點(diǎn)擊量:1984
開關(guān)電源是各種電子設(shè)備必不可缺的組成部分,其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作。由于開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài),功耗小,轉(zhuǎn)化率高,且體積和重量只有線性電源的20% - 30%,故目前它已成為穩(wěn)壓開關(guān)電源的主流產(chǎn)品。電子設(shè)備電氣故障的檢修,本著從易到難的原則,基本上都是先從電源入手,在確定其電源正常后,再進(jìn)行其他部位的檢修,且電源故障占電子設(shè)備電氣故障的大多數(shù)。
開關(guān)電源元器件之X電容(Cx,又稱為跨接線路濾波電容)
這是EMI濾波電路組成中,用來(lái)跨接火線(L)與中性線(N)間的電容,用途是消除來(lái)自電力線的低通常態(tài)噪聲。
外觀如照片所示為方型,上方會(huì)打上X或X2字樣。
開關(guān) 電源之元器件之Y電容(Cy,又稱為線路旁通電容器)
Y電容為跨接于浮接地(FG)和火線(L)/中性線(N)之間,用來(lái)消除高通常態(tài)及共態(tài)噪聲。
開關(guān)電源之Y電容的外觀如照片呈圓餅狀
而計(jì)算機(jī)用電源中的FG點(diǎn)與金屬外殼、地線(E)及輸出端0V/GND共接,所以未連接接地線時(shí),會(huì)經(jīng)由兩顆串聯(lián)的Cy電容分壓出輸入電源一半的電位差(Vin/2),人體碰觸到后就有可能產(chǎn)生感電現(xiàn)象。
開關(guān)電源元器件之共態(tài)扼流圈(交連電感)
共模態(tài)扼流圈在濾波電路中為串聯(lián)在火線(L)與中性線(N)上,用來(lái)消除電力在線低通共態(tài)以及射頻噪聲。有些開關(guān)電源的輸入端線路,會(huì)有纏繞在磁芯上的設(shè)計(jì),也可以當(dāng)作是簡(jiǎn)單的共態(tài)扼流圈。其外觀有環(huán)形與類似變壓器的方形,部分可以見到外露的線圈。所謂共態(tài)噪聲,代表是L/N線對(duì)于地線E間的噪聲,而常態(tài)噪聲,則是L與N線之間的噪聲,EMI濾波器功能主要是消除及阻擋這兩類噪聲。在EMI濾波電路之后的是瞬時(shí)保護(hù)電路及整流電路,常見的組件如下。
開關(guān)電源之元器件保險(xiǎn)絲
保險(xiǎn)絲就是當(dāng)其流過(guò)其上的電流值超出額定限度時(shí),會(huì)以熔斷的方式來(lái)保護(hù)連接于后端電路,一般使用于開關(guān)電源供應(yīng)器中的保險(xiǎn)絲為快熔型,比較好的會(huì)使用防爆式保險(xiǎn)絲,其與一般保險(xiǎn)絲最大的差別是外管為米色陶瓷管,內(nèi)填充防火材質(zhì)避免熔斷時(shí)產(chǎn)生火花。
其安裝于電路板上的方式有如圖片上方的固定式(兩端直接套上導(dǎo)線座并焊于電路板上)以及圖片中央的可拆卸式(使用金屬夾片固定)。下方的方形組件是溫度保險(xiǎn)絲,這類保險(xiǎn)絲固定于大功率水泥電阻或是功率組件的散熱片上,主要是用于超溫保護(hù),避免組件過(guò)熱而損壞或發(fā)生火災(zāi),這類保險(xiǎn)絲也有與電流保險(xiǎn)絲結(jié)合的版本,對(duì)電流及溫度進(jìn)行雙重保護(hù)。
開關(guān)電源元器件之負(fù)溫度系數(shù)電阻(NTC)
因?yàn)殡娫唇油娫此查g,其內(nèi)的高壓端電解電容屬于無(wú)電狀態(tài),充電瞬間將產(chǎn)生過(guò)大電流突波以及線路壓降,可能使橋式整流器等組件超出其額定電流而燒壞。NTC使用時(shí)串聯(lián)于L或N線路上,啟動(dòng)時(shí)其內(nèi)部阻抗值可以限制充電瞬間的電流值,而負(fù)溫度系數(shù)的定義是其電阻會(huì)隨其溫度上升而降低,所以隨著電流流過(guò)本體使溫度逐漸升高后,其阻值會(huì)隨著降低,避免造成不必要功率消耗。
其外觀大多為黑色及墨綠色的圓餅狀元件但其缺點(diǎn)是開關(guān)電源處于熱機(jī)狀態(tài)下啟動(dòng)時(shí),其保護(hù)效果會(huì)打上折扣,且即使阻抗可隨溫度降低,仍會(huì)消耗些許功率,所以目前高效率開關(guān)電源大多采用更進(jìn)階的瞬時(shí)保護(hù)電路。
開關(guān)電源之元器件之金氧變阻器(MOV)
變阻器跨接于保險(xiǎn)絲后端的火線與地線間,其動(dòng)作原理為當(dāng)其兩端電壓差低于其額定電壓值時(shí),本體呈現(xiàn)高阻抗;當(dāng)電壓差超出其額定值,本體電阻會(huì)急速下降,L-N間呈現(xiàn)近似短路狀態(tài),前端的保險(xiǎn)絲因短路而升高的電流將會(huì)使其熔斷,以保護(hù)后端電路,有時(shí)本體承受功率過(guò)大時(shí),亦以自毀方式來(lái)警告使用者該裝置已經(jīng)出現(xiàn)問(wèn)題。
通常用于電源供應(yīng)器交流輸入端,當(dāng)輸入交流發(fā)生過(guò)電壓時(shí)能及時(shí)讓保險(xiǎn)絲熔斷,避免使內(nèi)部組件損壞。其顏色與外觀與Cy電容很接近,不過(guò)可以從組件上面的字樣及型號(hào)來(lái)分別其不同。
開關(guān)電源之橋式整流器
內(nèi)部由四顆二極管交互連接所構(gòu)成的橋式整流器,其功用是將輸入交流進(jìn)行全波整流后,供后端交換電路使用。
其外觀與大小會(huì)隨著組件額定電壓及電流的不同而有所差異,部分開關(guān)電源供應(yīng)器會(huì)將其固定于散熱片上,協(xié)助其散熱,以利穩(wěn)定的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作。經(jīng)過(guò)整流后,便進(jìn)入功率級(jí)一次側(cè)的交換電路,這里的組件決定了開關(guān)電源供應(yīng)器的各路最大輸出能力,是開關(guān)電源供應(yīng)器相當(dāng)重要的一部份。
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