集成電路的速度和功率特性取決于電源電壓。為了使電路在滿足目�(biāo)性能�(guī)格時可靠地工�,一個穩(wěn)定的電源電壓是必需�。在大多�(shù)電子系統(tǒng)(如計算機系統(tǒng))中,存在著幾個需要不同電壓和電流的電�。為了向這些電路提供不同的電�、電流和額定功率,需要使用電�變換�,使得電壓達(dá)到低壓電源的要求,通常低壓電源低于36V�
高低壓電源有兩種劃分方式,一種是根據(jù)人的安全與否,即36v以下是低電壓�36v以上是高電壓;而更常用的一種劃分方式是1kv(交流)以下的電壓稱為低電壓�1kv以上的電壓稱為高電壓。許多集成電�(如微處理�、數(shù)字信號處理器、動�(tài)隨機存取存儲器和靜態(tài)隨機存取存儲�)在直流電源電壓下工作。因�,在典型的計算機系統(tǒng)�,首先通過交流-直流變換器將�(yīng)用系�(tǒng)的交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓。一旦得到一個直流電壓,可通過DC-DC變換器產(chǎn)生系�(tǒng)中不同電路塊需要的特定直流電壓�
(1)低壓電源�(gòu)�
低壓電源包括DC110V和DC24V電源,DC110V電源兼作蓄電池充電器�
DC/DC變流器供電有兩種形式。一種是由輔助逆變器供�。所以實際上是DC/AC/DC間接變流�。另一種是直接由DC1500V或DC750V電網(wǎng)供電的變流器�
在城軌列車上DC24V電源功率很小,一般只�1�2kW,多�(shù)由DC110V供電,采用專用模塊�
(2)間接DC/DC變流�
?、賳为氉儔浩鞴╇姷腄C/AC/DC變流�
三相降壓變壓器由輔助逆變器輸出的AC380V供電。變壓器降壓后通過三相二極管或晶閘管整流橋及濾波器輸出DC110V電壓�
?、谳o助變壓器次邊繞組供電的DC/AC/DC變流�
輔助電源的變壓器次邊繞組,除了三相AC380V�,另有一組為DC110V供電的低壓三相繞�。它的輸出經(jīng)二極管或晶閘管三相整流橋及濾波器輸出DC110V電壓�
以上兩種電路的共同優(yōu)點是電路簡單,價格低。共同的缺點是:
a.輸出電壓脈動�,尤其是�(dāng)采用晶閘管整�,雖然輸出電壓可根據(jù)蓄電池的電壓和溫度控�,但電壓波形脈動大,則對濾波要求��
b.低壓電源依賴于輔助逆變器,一旦逆變器故�,也同時失去了對DC110V供電�
?、圯o助逆變器供電的高頻DC/AC/DC變流�
輔助逆變器AC380V輸出。經(jīng)三相二極管整流橋整流后濾�,通過高頻單相逆變器變換為高頻交流電壓,然后由高頻變壓器降�。再通過快恢�(fù)二極管橋整流,濾波輸出DC110V電壓�
�(dāng)壓敏電阻VAl擊穿短路�,會引起熔斷器FUSE過流熔斷,產(chǎn)生控制板或整機不工作的故�。變壓器T1的初級繞組內(nèi)部的溫度熔斷器熔斷,使T1不能輸出12V左右的交流電�,低壓電源也就不能產(chǎn)�12V�5V的直流電壓,CPU和相�(guān)電路不能工作,產(chǎn)生整機不工作的故障。T1�(nèi)的溫度熔斷器熔斷,而溫度熔斷有時是由整流管D1~D4被擊�,或濾波電容C1被擊穿引起T1的繞組因過流�(fā)熱所��
12V�(wěn)壓器ICl不工作或5V�(wěn)壓器IC2損壞不能輸出12V�5V電壓,導(dǎo)致CPU、操作顯示電路不工作�,也會產(chǎn)生整機不工作的故�。同樣,Q1、ZDl、R1組成�5V�(wěn)壓器異常不能輸出5V電壓或輸出的電壓過低�,也會產(chǎn)生整機不工作的故�。ICI損壞后若沒有同型號的�(wěn)壓器更換,也可用LM7812更換:IC2損壞后可采用AN7805更換�
故障檢測
壓敏電阻VAl過壓損壞�,表面通常有裂痕或黑點,通過直觀檢查多可查出;若表面正常,通過用數(shù)字式萬用表的二極管擋或指針式萬用表的R×1D擋測壓敏電阻的正、反向電阻的在路阻值是否正�,也可判斷其是否損壞�
低壓電源輸出電壓低或無電壓輸出有的是由電源本身異常所�,有的是由負(fù)載有元器件短路引起的。懷疑負(fù)載短路時可利用萬用表電阻擋測該元器件供電端對地的阻值來確定,若阻值較�,說明該元器件短�。若短路點不好查�,可�(jié)合開路法,即分別斷開單元電路的供電端�,再通過測供電端子對地電阻的阻�,就可查出故障點�
在負(fù)載電流和直流輸入電源電壓變化的情況下,為了滿足使電路合格的性能和功能,電路的直流供電電壓必須保持在一個嚴(yán)格的電壓包絡(luò)線之�(nèi)。因�,供電電源不僅應(yīng)該提供電壓轉(zhuǎn)�,也�(yīng)提供電壓�(diào)節(jié)。DC-DC�(wěn)壓器可以從未�(diào)節(jié)的直流輸入電壓產(chǎn)生一個穩(wěn)定的具有不同的電壓幅度和(�)極性的直流輸出電壓�
對于不同的應(yīng)�,電壓變換器的功率顯著變�。在電池供電的便攜式�(yīng)用中,負(fù)載的功率需量通常是幾�;計算機和辦公設(shè)備的供電電源可以提供幾百瓦到幾千瓦;在變速電動機�(qū)動器�,負(fù)載所需的功率從幾千瓦到幾兆瓦不�;連接直流傳輸線路和交流公用系�(tǒng)的整流器和逆變器的功率級別可高�(dá)幾千兆瓦。為了滿足負(fù)載的電壓和電流要求,用于電壓�(zhuǎn)換的電路�?fù)潆S著應(yīng)用類型的不同以節(jié)能的方式改變。許多年�,針對各種不同的�(yīng)用,已經(jīng)開發(fā)出了許多可提供節(jié)能的電壓�(zhuǎn)化的DC-DC�(zhuǎn)化技�(shù)�
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