电源电路是各种整机电路的电动力源,各种电子电器中都含有电源电路。整机电源的“一举一动”都将影响整机电路的正常工作。
1、了解电源电路的几个特点
1)电源电路直接影响整机电路工作状态
电源电路是整机各系统的电源供给电路,电源电路的工作状态直接影响整机各系统电路的工作情况,了解这一点对检修整机电路故障很重要。
电源电路若出了故障就会导致整机没有直流电压输出,这时整机各系统电路都因为没有直流工作电压而停止工作;如果电源电路出故障导致整机直流输出电压升高许多,这将使整机各系统电路的直流工作电压相应升高,将会严重影响整机各系统电路的工作安全。
2)一般电源电路输入交流市电输出直流电压
一般输入电源电路的是交流市电,经过电源电路的处理之后,输出的是直流工作电压。
我国交流市电的电压是220V,所以输入电源电路是220V,50Hz交流电压。但是,对于一些进口电子电器或一些出口电子电器,会出现220V,50Hz和110V,60Hz两种交流市电电压的输入电路,以适应世界不同地区的不同交流市电输入。
3)电源电路输出直流电压在整机电路中最高
电源电路所输出的直流工作电压在整机电路中是最高的,而且输出电流的能力最强。
电源电路输出的直流工作电压通常直接加到功率放大器这样的后级电路中,作为直流工作电压;
电源电路输出的直流工作电压还要通过一节节的RC滤波电路或电子滤波电路进行降压和滤波,再送到正极电路中的一些前级电路中;
在许多电子电器中,电源电路可以输出多路的直流工作电压,而且这几路直流工作电压的等级(电压大小)是不相同的,也可以是输出的直流电压极性不同,大多数情况下是输出正极性的直流工作电压,也可以是负极性的直流工作电压,还可以是同时输出正、负极性的几路直流工作电压。
二、电源电路识图方法解说
在整机电路图中,电源电路中的元器件画在一起,各种类型的电子电器电源电路在整机电路图中的位置有一定规律,例如,音响中电源电路图一般画在整机电路图的右下方,掌握了这样的规律可以比较容易地从整机电路图中快速找到电源电路。
根据电源电路中的元器件符号更能准确的在整机电路中确定电源电路的位置,详细说明如下图所示,
三、常见电源电路方框图及各部分电路作用
1、电源电路组成方框图
下图所示是没有稳压电路的普通电源电路方框图。电路主要由降压电路、整流电路、滤波电路和两种抗干扰电路组成。
上图中电源电路没有设置稳压电路,并且只能输出一路直流工作电压,许多情况下电源电路可以输出多路的直流工作电压,且各路的直流工作电压等级(电压大小)不同,以适应整机电路各部分对直流工作电压大小的不同要求。
方框图中标出了各部分单元电路所用元器件的电路符号,可以帮助记忆这部分电路的组成和工作特性,了解各部分单元电路的功能。如下图所示。
2、电源电路各部分单元电路作用
1)降压电路作用
由于输入电源电路的交流市电电压高达220V,而直流工作电压通常只需要很低的电压,所以交流市电电压在进入电源电路后首先加到降压电路中,将很高的交流电压进行降压,降至几伏或几十伏的交流电压。
电源电路中的降压电路通常采用一种称为变压器的元器件来完成降压,这种变压器是一种能够降低220V交流市电电压的降压变压器,在电源电路中的这种变压器通常称为电源变压器。
2、高频抗干扰电路的作用
家庭使用的220V交流市电电压与城市供电网相连,这一电网中存在各种各样的高频干扰成分。例如,工厂电机启动时的高频干扰,电焊机工作时的高频干扰,家用电器开关时的各种高频干扰。为了抑制这些有害的高频干扰,在一些民用电器的电源电路中设置了抗高频干扰电路。
高频抗干扰电路设置在交流市电的输入回路中,它的作用是消除从电网中可能混入的各种干扰信号,以防止这些高频干扰信号通过电源电路窜入整机电路中,影响整机电路的稳定工作。
但是,并不是在所有的电源电路中都设置交流市电输入回路中的这种高频抗干扰电路,主要出现在一些要求抗干扰性能要求比较高的电子电器中,例如电视机的电源电路中就要设置这种形式的高频抗干扰电路。
3、整流电路的作用
整流电路是电源电路中的核心电路,它的作用是将交流电压通过整流二极管(通常是整流二极管,当然可以使用其他元器件)转换成单向脉动性的直流电压,整流是将交流电压转换成直流电压过程中的关键一步。
无论什么类型的电源电路,都需要整流电路来完成交流电至直流电的转换。整机电路的类型比较少,但具体电路的变化比较多,电子电路中基本的整流电路有三种:半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。
整流电路的故障发生率比较高,主要是整流二极管因为过流而损坏,出现二极管开路或击穿故障。主要的检修方法是测量整流二极管的正向和反向电阻。
4、抗干扰及保护电路作用
通常在整流电路中(即整流二极管)设置抗干扰及保护电路,设置这一电路的作用有以下两个:
1)进一步进行高频抗干扰,防止交流电网中的高频干扰信号窜入整机电路,干扰整机电路的稳定工作。
2)具有保护整流二极管的作用,即在一开机时能防止大电流冲击整流二极管,提高了整流二极管的工作可靠性。
这种抗干扰及保护电路采用小容量电容器实现。
抗干扰及保护电路中的小电容容易击穿,这时整流二极管无法正常工作,出现烧断电源电路中保险丝的现象。
5、滤波电路的作用
从整流电路输出的单向脉动直流电压是不能作为电子电路的直流工作电压的,因为这种单向脉动性直流电压中的交流成分很多,它必须通过滤波电路的滤波,才能得到可以用于电子电路的直流工作电压。
滤波电路的故障发生率也比较高,主要故障现象是交流噪声大,这可能是因为滤波电容的容量小,或者滤波电容漏电。
6、电源开关电路
上面的电路电路方框图中没有画出电源开关电路,电源开关电路用来控制电源电路是否进入工作状态。电源开关接通,整机电路获得电源而工作;电源开关断开,整机电路因为没有电源而停止工作。
电源开关通常是一个机械开关,它最大的故障是开关触点接触不良。电源开关发生接触不良故障后,整机电路应为没有正常电源供电而不能进入工作状态。
7、普通电源电路工作原理
普通电源电路工作过程:220V交流市电通过高频抗干扰电路加到降压电路中,将220V交流电压幅度下降至合适的交流电压值,然后送入整流电路中,将交流电压转换成单向脉动直流电压,再送入滤波电路中将单项脉动直流电压中的交流成分去掉,得到能够用于电子电路工作的直流工作电压。
四、含稳压电路的电源电路方框图
下图所示是含有稳压电路的电源电路方框图。电路主要由降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、保护电路和输出直流工作电压微调电路组成。这一电路与前面的电源电路主要不同之处是在滤波电路之后又加了直流稳压电路及保护电路。
稳压电路旁边标注有三极管符号,表示这一单元电路主要使用三极管;输出电压微调电路旁边有可变电阻器符号,表示这一单元电路主要使用可变电阻器。
1、稳压电路作用
电源电路有一个直流输出电压大小随市电输入电压大小变化而变化的现象,同时电源电路的直流输出电压还随电源电路负载大小变化而变化,为了减小电压大小和电源负载大小对直流电路直流输出电压大小变化的影响,可以采用直流稳压电路,以稳定电源电路输出的直流电压。
稳压电路是一种能够在一定范围内稳定输出电压的电路。稳压电路由交流稳压电路和直流稳压电路两种,这里的稳压电路是指直流稳压电路,它的作用是将滤波电路输出的直流工作电压进行稳定,使这一电源电路输出的直流工作电压稳定在某一电压上。
稳压电路故障不仅导致电源电路输出的直流工作电压不稳定,而且还会造成电源电路无直流电压输出,或输出电压偏低或偏高等故障现象。
2、保护电路的作用
保护电路的种类很多,电源电路中的保护电路对电源电路和整机电路的安全运行非常重要,下列几种情况都需要电源电路中的保护电路动作,将电源电路停止工作(通常是停止稳压电路工作或切断交流输入电压),以达到保护电源电路或整机电路的目的。
1)由于电源电路本身发生故障而使电源电路输出的直流工作电压异常升高,这是电源电路的负载(整机电子电路)将出现被烧坏的危险(损坏整机电路中的电子电路)。
2)由于输入的交流市电电压异常升高,导致电源电路输出的直流工作电压异常升高,存在损坏整机电子电路的危险。
3)由于电源电路的负载(整机电路)出现短路现象,这时等于将电源电路输出端短路,这会使电源电路输出很大的电流(超出电源电路输出电源的承受能力),存在烧坏电源电路的危险。
4)电源电路的负载开路会导致电源电路输出的直流工作电压异常升高,这时也需要保护电路动作,使电源电路停止工作。
3、输出电压微调电路的作用
具有直流稳压电路的电源电路中,通常会在稳压电路中设置一个输出电压微调电路,通过这一电路可以在一定范围内调整电源电路输出的直流工作电压的大小,以适合整机电子电路对直流工作电压的要求。
这一电压调整电路只能在很小的范围内调整电源电路直流输出电压的大小,所以称为电压微调电路。调整元件是一个微调电阻器。
五、开关电源电路方框图
下图所示是开关电源电路方框图。电路主要由整流电路、滤波电路、开关稳压电路、保护电路组成。这一电源电路与前面几种电源电路主要不同之处是220V的交流市电没有经过降压电路,而是直接加到了整流电路中进行整流,在滤波电路之后又加了开关稳压电路和保护电路。另外,这种电源电路的具体电路相当复杂,电路变化很多,保护电路也很复杂。
1、整流电路
这一电源电路中的整流二极管直接整流220V交流电压,市电交流电压比较高,所以要求这一整流电路中的整流二极管的反向耐压比较高,在不同的整流电压情况下,对整流二极管的反向耐压的要求是不同的。
2、开关稳压电路的作用
开关稳压电路是直流稳压电路的一种,对直流电压进行稳定。这种稳压电路的性能比普通的调整管稳压电路性能要好许多,并且能够比较容易加入各种保护电路。开关稳压电路的变化多,电路结构比较复杂,识图也比较困难。
3、保护电路
开关电源电路的保护电路比较复杂,所保护的功能也比较齐全,在保护电路动作时,往往使开关电源电路停止工作。
在开关稳压电路中,很容易加入各种形式的保护电路。
来源:老马识途单片机