24v开关电源原理及电路

来源：开云的网站是多少    发布时间：2024-04-07 19:25:53

  开关电源是将交流电源转换为电子电气设备的直流电源的产品，具有体积小、重量轻、纹波低、效率高、运行噪声低、工作温升低以及成本低的特点，表现短路和过载保护和软启动功能可有效保护负载电路免受损坏，是传统变压器的理想替代品。开关电源大范围的使用在广告灯箱，通信设施，工业自动化，低功率直流电动机电源以及别的需要将220V或110V交流电源转换为直流电源的地方。

  开关电源是将交流电源转换为电子电气设备的直流电源的产品，具有体积小、重量轻、纹波低、效率高、运行噪声低、工作温升低以及成本低的特点，表现短路和过载保护和软启动功能可有效保护负载电路免受损坏，是传统变压器的理想替代品。开关电源大范围的使用在广告灯箱，通信设施，工业自动化，低功率直流电动机电源以及别的需要将220V或110V交流电源转换为直流电源的地方。

  目前市场上常见的48v、36v、27v、12v等都属于低压产品，24V也是低压的一种类型。

  24V开关电源是一种高频逆变开关电源。开关管由电路控制，以提供快速路径和截止。直流电被转换为高频交流电，并提供给变压器进行转换，由此产生所需的一组或多组电压。

  24V开关电源的工作原理：1、交流电源输入经过整流并滤波为直流。2、开关管由高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制，直流电被添加到开关变压器的初级侧。3、开关变压器的次级侧产生一个高频电压，该高频电压经过整流并过滤到负载中。4、输出部分通过特定电路反馈到控制电路，以控制PWM占空比并实现稳定的输出。

  (2)开关电源的开关管、变压器印制板周边元件，特别是过电压吸收元件有外观上可见的烧黄、烧焦，用万用表测开关管等元件已损坏。

  (3)开关变压器漆包线长期在高温下使用，出现发黄、焦臭、变压器绕阻间有击穿、变压器绕阻特别是高压线包有断线、骨架有变形和跳弧痕迹。

  (1)开关电源变压器本身漏感太大。运行时一次绕阻的漏感造成大能量的过电压，该能量被吸收的元件(阻容元件、稳压管、瞬时电压抑制二极管)吸收时发生严重过载，时间一长吸收的元件就损坏了。

  以上原因又会使开关电源效率下降、开关管和开关变压器发热严重，而且开关管上出现高的反峰电压，促使开关管损坏及变压器损坏，特别在密闭机箱里的变压器、开关管、吸收用电阻、稳压管或瞬时电压抑制二极管的温度会很高。

  (3)元器件本身寿命问题，特别是开关管和或开关集成电路因电流电压负担大，更易损坏。

  (1)开关电源因局部高温已使印制板深度发黄碳化或印制线损坏时，印制板的绝缘和覆铜箔、导线已不可以使用时，只能整体更换该印制板。

  (2)查出损坏的元件后更换新元件，元件型号应与原型号一致，在不能一致时，要确认元件的功率、开关频率、耐压以及尺寸上能否安装，并要与周边元件保持绝缘间距。

  (3)认为已修好后，应通电检查。通电时不应使整个变频器通电而只对有开关变压器的那一部分，即在开关变压器的电源侧通电，检查工作是不是正常、二次电压是不是正确，改变电源侧的电压在+15%耀-20豫变动范围内，输出电压应基本不变。

  量测输出是否短路，就能够正常的使用数字万用表的电阻档或者蜂鸣器档位，假如发现数字表显示的电阻值非常低甚至蜂鸣器会啸叫，那就说明适配器输出端短路了，还可以适配器通电测试，首先确定适配器正常输出电压为多少伏，然后数字表拨在直流电压档(DCV),用红表笔(+)量测适配器输出口的内芯，黑表笔(-)接适配器输出口的外层金属端(地端)，如果数字表显示的是比标称电压低很多，甚至为0伏，那就说明适配器无电压输出或者输出短路。

  (1)购买一个220VAC转24VAC变压器，输出功率根据实际的需求而定;

  (2)再通过桥堆(桥式整流)将24V交流电整流为直流电，整流后的电压约为0.9倍的24V，其中桥堆能够正常的使用4个整流二极管代替(头条@技术闲聊原创);

  (3)通过电容进行滤波，滤波电容的大小跟负载电流、纹波系数有关，滤波电容的计算公式为：0.289/[f×(U/I)×ACv]，单位为F，其中0.289是由半波阻性负载整流电路的波纹系数推演来的常数;f是交流电的频率，单位HZ，比如我国市电为50HZ;U为整流电路最大输出电压，单位V;I为整流电路最大输出电流，单位为A;ACv为纹波系数。就不作详细计算了，此处滤波电容选择2200μF，关于耐压值的选择，由于24VAC整流后的直流电压最大值为24×1.414V≈34V，再考虑70%的降额设计(头条@技术闲聊原创)，由34V÷0.7≈48.6V，因此，耐压值选取50V。经过滤波后的直流电压约1.2倍的交流电，即24V×1.2=28.8V;

  (4)然后再经过常用的线进行降压、稳压，可得稳定的24V直流电压输出，7824的最大输出电流为1.5A，注意结合实际负载电流情况计算7824的自身功耗，考虑散热问题。自身功耗计算公式P=(输入电压-输出电压)×负载电流，若负载电流为1A，则P=(28.8V-24V)×1A=4.8W，需增加散热片。

  在电路中，耦合是指将前级电路(或信号源)的输出信号送至后级电路(或负载)的过程。这种连接方式大多数都用在实现不同电路之间的信号传输和能量的转移。耦合的主要方式有阻容耦合、直接耦合与变压器耦合等。其中，阻容耦合是通过电容器实现...

  全新 Bourns® 1260 系列使用先进的混合 MOV + GDT 结构设计，由于无泄漏或后续电流，因此提供增强的可靠性和安全保护

  伊利诺伊州莱尔 – 2023年10月18日 – 全球电子行业领导者和连接创新者Molex莫仕推出KickStart连接器系统，进一步丰富了其符合开放计算项目(Open Compute Project，OCP)标准的解决方...

  反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电激，变压器不仅起到变换电压传输能量的作用，同时还起到储能电感的作用，反激式变压器类似于电感的设计。“反激”指的是在开关管接通的情况下，当输入为高电平时输出线路中...

  本教程说明了使用不相同设备驱动电阻负载的电源电路的几种仿真。其目的是找出在相同电源电压和负载阻抗的情况下哪个电子开关效率最高。

  简单地说，单端初级电感转换器 (SEPIC) 能够对输入电压进行降压或升压。例如，在汽车应用中，它可用于调节来自 12V 电池输入的 12V 输出电压，在 6V 启动/停止压降和 16V 或更高的交流发电机浪涌时保持输出...

  Fly-Buck 转换器(如图 1 所示)是一种生成低功率隔离偏置轨的简单方法，因为它不需要任何基于光耦合器的补偿环路或额外的绕组来调节隔离输出。Fly-Buck 是一种初级侧稳压 (PSR) 转换器。初级(非隔离)输出...

  在光网络模块和其他通信系统中，您可能必须精确控制某个组件的温度。例如，激光器需要特定的温度才能发射特定波长的光。图 1 所示的热电冷却器 (TEC) 是一种常用设备，用于加热或冷却此类系统中的组件。

  电源的输出电压通常是固定电压，但有时在大多数情况下要调整该输出电压。例如，我们大家可以通过调整馈入内核的电压来降低低压大电流处理器的功耗，同时保持高性能。

  在智能电表和电机驱动等应用中，电源必须将高输入电压转换为微控制器或 IGBT 驱动器的低直流电压。例如，440V AC或 480V AC是全球常见的三相交流电压，智能电表通常要接入。在电机驱动应用中，我们可能会遇到更高...

  例最近有人问我 TI 是否有跨设备连接到 LDO 控制器。该控制器采用小型晶体管 (SOT)-236 封装，在印刷电路板 (PCB) 上占据 3mm x 3mm 的区域。图 1 显示了推荐的控制器原理图。

  当我第一次对电子科技类产品感兴趣时，生活很简单。组件太大了，我不用显微镜就可以焊接它们。开关转换器以高达 25 kHz 的频率切换，数字电路都使用 5 V 电源电压，我遇到的所有计算机都使用 RS-232 串行接口进行通信。

  在本系列的第一篇引人入胜的文章中，我定性地解释了电荷泵的工作原理——同时巧妙地省略了任何数字。但是数字是最终的意义所在，在我们大家都知道要使用哪些组件之前，我们没办法正确设计任何东西。在本期中，我将解释外部组件对性能的影响。

  在结束这个关于电荷泵的简短系列文章时，我想给你一些电路想法，让你思考一个基本的电荷泵电路作为一个适用于大范围的应用的构建块。如果我们的应用程序需要一个非标准的解决方案，那么我们很有可能可以将几个简单的组件拼凑在一起。

  我工作的产品线为 LCD 和 AMOLED 显示器开发多轨电源。此类电源通常具有一个或多个电感转换器，外加一对电荷泵以产生额外的低功率输出电压。电荷泵很适合这些应用，因为它们相对简单且便宜。

  对于给定的贴片面积，基于氮化铝（AIN）的新型厚膜贴片可为电源电路设计人员提供三倍以上的标准额定功率