开关电源原理

开关电源是电压转换电路，主要工作内容是升压和降压，广泛应用于现代电子产品。 开关晶体管始终在“导通”和“截止”的状态下工作，因此称为开关电源。 开关电源基本上是振荡电路，该功率转换方式不仅广泛应用于电源电路，还广泛应用于液晶显示器背完电路、荧完灯等其他电路。

开关电源和变压器相比具有效率高、稳定性好、体积小等优点，将功率相对小、在电路中产生高频噪声变压器反馈型振荡电路、能够产生规则的脉冲电流和电压的电路称为振荡电路， 变压器反馈型振荡电路能够满足该条件1的浪涌对策软启动电路开关电源的输入电路多采纳电容滤波器型整流电路，在接通输入电源的刹那电容器的初始电压成为零，因此在电容器被充电的刹那产生大的浪涌电流， 非常是在大功率开关电源使用容量大的平滑电容器接通电源的刹那，浪涌电流越大，重力者输入的保险丝烧损，开关触点烧损，整流桥过电流被破坏的年轻人，空气开关不断开。 这种现象会导致开关电源无法正常工作。

因此，大多数开关电源都设置了预防冲击电流的软启动电路，保证电源正常、可靠地工作。 2过电压、欠电压和过热爱护电路的输入线电源过电压和欠电压对开关电源的危害，主要在设备受到的电压和电流应力超出正常使用范围的同时，电性能指标的破坏不能满足要求。 因此，输入电源的上限和下限有限，采纳过电压、欠电压爱护，提高电源的可靠性和安全性。

温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。 根据相关资料的分析，电子元件的温度每上升2℃，可靠性降低10%，温度上升50℃时的工作寿命只有温度上升25℃时的1/6，为了幸免功率元件过热引起的破损，开关电源也需要设置过热爱护电路。 3缺相爱护电路由于电网本身的原因和电源输入的接线不可靠，开关电源有时会缺相运转，无法马上发觉缺相运转。 电源为缺相运行时，整流桥的某个机械臂不流过电流，其他机械臂流过电流而损伤，变频器的动作发生异样，因此需要爱护缺相。 电网缺相检测通常采纳变流器或电子缺相检测电路。 由于电流互感器检测成本高、体积大，开关电源一般采纳电子缺相爱护电路。

在三相平衡的情况下，R1~R3节点h的电位低，完耦合输出大致为零电平。 缺相时，h点电位上升，完耦合部输出高电平，在比较器进行比较，输出低电平，切断驱动信号。 调整比较器的标准以调整缺相动作阈值。 该缺相爱护适用于三相四线制，不适用于三相三线制。 即使电路稍有变动，也可以高电平切断PWM信号。 4短路爱护开关电源和其他电子装置一样，短路是最严峻的故障，短路爱护是否可靠是影响开关电源可靠性的重要因素。

IGBT (绝缘栅双极晶体管)兼具场效应晶体管的输入阻抗高、驱动功率小、双极晶体管的电压、电流容量大、管电压低的特征，目前在大功率开关电源中最常用的功率电子IGBT 如果短路电流过大，则不仅短路所花费的时间变短，而且由于切断时的电流下降率di/dt过大的漏电电感和感应电感的存在而产生IGBT的集电极过电压，该过电压在设备内部产生引擎效果， 在使IGBT锁定无效的同时产生短路过电流并使用IGBT的过电流检测的方法中，使用通常的霍尔电流传感器来直接检测IGBT的电流Ic，通过和设定的阈值进行比较的比较器的输出来操纵驱动信号的截止，或者使用间接电压法来检测过电流时的IGBT的电压降 由于管电压降中包含短路电流信息，因此过电流时的Vce增大，并且以几乎为线性的关系来检测过电流时的Vce，和所设定的阈值进行比较，比较器的输出操纵驱动电路的截止。

采纳了软下拉门电压和软关机综合爱护技术，以减少电磁干扰，幸免发生短路电流时断路电流的di/dt过电压导致IGBT锁无效或损坏。 检测出过电流信号后，首先进入下降栅极爱护程序，降低故障电流的振幅，延长IGBT的耐短路时间。 在下降栅极操作之后，通过设置恒定的延迟时间来确定故障电流的真实性，并且如果在延迟时间内没有故障，则栅极电压自动恢复，如果有故障，则软关机并且栅极电压被设置为0V或更小，从而关断IGBT的驱动信号。 由于在降压程序阶段集电极电流减少，因此在软件off时不会发生过大的短路电流下降率和过大的过电压。

采纳软截止栅极电压和软截止栅极驱动爱护，限制了故障电流的振幅和下降率，降低了过电压，保证了IGBT的电流、电压的运行轨迹在安全区域内。 为了设计降压栅极电压爱护电路，必须正确选择降压栅极电压的宽度和速度。 当降压栅极电压的宽度大(例如7.5V )时，降压栅极电压的速度不太快。 一般而言，能够使用2μs的降压时间的软栅极电压。

因为降压栅极电压的宽度大，所以在集电极电流小、故障状态下锁定栅极快、不需要软关断的降压栅极电压的宽度小(例如5V以下)的情况下，降压栅极速度必须快，锁定栅极电压的速度慢，必须采纳软关断