電路識圖17-電源開關電路原理分析

數碼 老馬識途單片機 老馬識途單片機 2017-11-04

電源開關電路用來控制整機的電源

電源開關電路種類比較多,主要由以下幾種:

高壓回路單刀電源開關電路;高壓回路雙刀電源開關電路;直流低壓回路電源開關電路;定時控制電源開關電路。

一、典型電源開關電路

下圖所示是典型的高壓回路單刀電源開關電路,許多情況下電源開關設置在220V交流進線電路中。

電路識圖17-電源開關電路原理分析

1、電路分析

電路中,S1是電源開關,它採用單刀電源開關,設置在電源變壓器T1的進線迴路中。

通常情況下,電源開關電路工作分析比較簡單。關於這一電源開關電路,主要說明如下:

1)當開關S1接通時,220V交流市電加到電源變壓器T1一次繞組兩端,為電源變壓器供電,使整機電路工作;當S1斷開時,電源變壓器一次繞組兩端沒有交流市電電壓,整機電路不工作,實現對整機電源的控制。

2)這種電源開關電路中,要求S1接在交流電壓的火線迴路中,且將開關S1的兩根引腳用絕緣套管套好,以防止觸電。

2、電路故障分析

電源開關電路的故障率比較高,這是因為整機電流都要流過電源開關,加上電源開關通常是機械式開關,頻繁使用,容易出現故障。

電源開關一旦出現故障,整機電路的直流工作電壓將出現問題,或是沒有直流工作電壓,或是直流工作電壓低。

交流高壓回路中的電源開關電壓比較高,所以故障發生率比低壓回路中的電源開關高,主要故障是開關觸點之間接觸不良。

1)接通電源開關S1狀態下,S1的兩個觸點之間仍然開路,這時沒有220V交流電壓加到電源變壓器一次繞組兩端,整機無工作電壓,整機電路不工作。

2)當電源開關S1兩個觸點之間的接觸電阻大時,加到電源變壓器一次繞組上的交流電壓降低,使整機工作電壓下降,嚴重時整機電路不能正常工作。

3)當斷開電源開關S1時,如果S1兩個觸點之間仍然在接通狀態,則整機因無法斷電而一直處於工作狀態;如果S1兩個觸點斷開電阻小,則電源變壓器一次繞組上仍然加有一定的交流電壓。

4)對於由電子開關管構成的電源開關電路,主要有兩部分故障;一是電子開關管本身損壞,二是控制電子開關管導通與截止的電路故障。

5)當電子開關管集電極與發射級之間開路後,電源開關將無法接通,整機電路無直流工作電壓;當電子開關管集電極與發射級之間短路後,電源開關將始終接通,無法斷開,整機電路一直存在直流工作電壓。

6)電子開關關電源開關電路中,控制電子開關管工作狀態的控制電路出故障之後,電子開關管處於一直飽和導通狀態,或處以一直截止狀態,整機電源控制失效。

3、檢測方法

檢修電源開關的有效方法是:斷電後,用萬用表RX1檔測量電源開關接通時的接觸電阻,應該小於0.5歐姆,否則說明該電源開關存在接觸不良故障。

1)在通電狀態下,接通電源開關,測量電源開關兩根引腳之間的電壓,為0V表示正常,不為0V說明開關存在接觸不良故障。

2)對於由電子開關管構成的電源開關電路,主要檢測電子開關管集電極與發射級之間是否擊穿或開路。

二、高壓回路雙刀電源開關電路

下圖所示是高壓回路雙刀電源開關電路,電路中,S1是雙刀電源開關,S1-1,S1-2分別是它的兩組刀,設置在電源變壓器T1進線的火線和地線迴路中。

電路識圖17-電源開關電路原理分析

1、電路分析

由於電源開關採用了雙刀開關,控制了220V交流市電的兩根引線,因此無論電源線插頭是正向或反向插入電源插座,S1-1,S1-2斷開時都會將交流電與電源變壓器一次繞組之間斷開,這種控制方式更加安全。

關於這一電源開關電路的工作原理,分析如下。

1)S1-1,S1-2開關之間在電路圖中有一根虛線相連,這說明兩個刀組是同步動作的,同時斷開,同時接通,這是由雙刀開關特性所決定的。

2)當這個電源開關中的某一組刀發生接觸不良故障時,電源開關就失效,所以雙刀電源開關的故障發生率比單刀電源開關高一倍。

2、電路故障分析

當電源開關某一組刀發生故障時,都將影響電源開關的正常工作,應為開關S1-1,S1-2是串聯在電源進線迴路中的,串聯電路中任何一個元器件出現故障都將影響整機串聯電路的正常工作。

1)這種電源開關會出現一個刀組工作正常,另一個刀組發生故障的現象,故障檢修中要分別檢測兩個刀組。

2)判斷S1-1,S1-2開關中那一個開關存在接觸不良故障有一個簡便的方法:通電狀態下用萬用表的一根表筆的兩端分別接在其中一個刀組的兩個觸點上,如果接上整機電路工作正常,說明該刀組存在接觸不良故障,否則就排除了該刀組存在故障的可能性,同樣的操作方法可以判斷另一刀組是否存在故障。

三、直流低壓回路電源開關電路

電源開關不僅可以設置在電源變壓器的一次繞組迴路中,也可以設置在直流工作電壓輸出迴路中,這是直流低壓回路中的電源開關,也能起到整機電源控制的目的。下圖所示是直流低壓回路電源開關電路。電路中,S1是電源開關,Uo是電源電路輸出的直流工作電壓。

電路識圖17-電源開關電路原理分析

1、電路分析

從電路中可以看出,在220V交流市電迴路沒有設置電源開關,這樣在通入交流電之後,電源電路中的降壓電路,整流電路和濾波電路都處於工作狀態。

該電路的工作原理分析如下:

濾波電路輸出的直流工作電壓Uo加到電源開關S1上,S1接通時,給後面的負載電路供給直流工作電壓,整機電路進入正常工作狀態,當S1斷開時,後面的負載電路沒有直流工作電壓,整機電路不能進入工作狀態,但是,此時開關S1之前的電路仍然處於正常工作狀態,這是這種電源開關電路的特點。

2、電路故障分析

直流低壓回路工作電壓比交流高壓回路的工作電壓低很多,但是工作電流大很多,流過電源開關觸電的電流很大,很容易損傷開關的觸點而造成接觸不良故障。

1)當電源開關S1發生接觸不良故障時,整機電路不能正常工作,單電源開關S1之前的電路仍然正常工作。

2)當電源電路負載中存在感性元器件時,在斷開電源開關時感性負載兩端產生的反向電動勢會加到開關電源兩個觸點之間,所以電源開關兩個觸點之間會產生打火現象而燒壞開關觸點。

3、直流電源開關特點

直流低壓回路電源開關具有下列一些特點:

1)只能控制整機的直流工作電壓,對交流電壓無法進行電源的開與關控制,這是這種電源開關電路的一個不足之處。

2)直流電源開關的工作電壓低,操作開關的安全性比較高,檢修開關電路時不會出現人身危險。

3)由於直流開關電路的工作電壓低,因此電源開關的引腳不需要進行絕緣處理,可以裸露在外。

4)部分情況下,採用直流電源開關的電子電器中還可以通過其它方式切斷220V交流市電的通路,達到斷開交流電壓的目的。

四、定時控制電源開關電路

在一些電子電器中,為了做到電源的定時開機和關機,需要具有定時開關機功能的電源開關電路。這種電源開關電路與普通的機械式電源開關有很大的不同,電源開關電路比較複雜,但是故障發生率比較低。

在具有定時開關機功能的電子電器中,通常設置時鐘電路,通過這個時鐘電路來進行整機電源的開關控制。

1、定時控制電源開關電路的特點

1)一般情況下,只能進行直流電源開關的控制,即電源開關設置在直流電源迴路中,通過繼電器裝置也可以實現交流電源的開關控制。

2)定時控制電源開關電路中一般使用電子開關管作為電源開關,而不是普通的機械式電源開關。

3)電子開關管具有開關速度快,無火花等優點。

2、定時控制電源開關電路

下圖所示是定時控制電源開關電路。電路中,VT1是代替直流電源開關的三極管,稱為電子開關管。

電路識圖17-電源開關電路原理分析

1)VT1導通狀態

電子開關管VT1基極與定時控制電路相連。當定時控制電路輸出一個高電壓時,如上圖b)所示,電子開關管VT1飽和導通,VT1集電極與發射級之間的內阻很小,相當於電源開關的接通,這樣直流工作電壓通過VT1集電極和發射極加到後面的負載電路中,整機電路進入正常工作狀態。

2)VT1截止狀態

當定時控制電路輸出一個低電壓時,電子開關管VT1截止,VT1集電極與發射級之間的內阻很大,相當於電源開關的斷開,這樣直流工作電壓不能通過VT1加到後面的負載電路中,整機電路處於停止工作狀態。

3、遙控電源開關電路

下圖所示是紅外遙控電源開關電路。

電路識圖17-電源開關電路原理分析

1)集成電路A1

集成電路A1是遙控電路中的微處理器,它的9腳用來控制電源開關電路的輸出引腳。當按下遙控器上的電源開關時,9腳輸出高電平;當按下遙控器上的等待開關時,9腳輸出低電平。

2)繼電器

BL781是一個常開式繼電器,內設開關S1是整機的遙控電源開關。由於電源電路部分是熱底板,而其它電路部分是冷底板,因此採用這種繼電器對冷、熱底板兩部分電路進行隔離(繼電器的繞組與開關部分是隔離的)。

3)VT1

VT1是繼電器的驅動管,它用來控制繼電器內部的開關狀態。當它導通時,繼電器繞組得電,使開關S1接通,當VT1截止時,繼電器組中沒有電流,開關S1斷開。

4)輔助電源

在這種遙控電路中要設一個輔助電源電路(另有一個主電源電路),這一電路的作用是為有遙控電路提供直流工作電壓。從圖中可以看出,沒有經過電源開關的220V交流市電直接進入輔助電源電路中,通過對交流市電的整流、濾波後得到直流工作電壓,這一電壓加到繼電器等有關遙控電路中,使遙控電路進入工作準備狀態。

5)遙控接通電源

在遙控電源開關接通時,遙控發射器發出電源通指令,電視機內的遙控電路接受到該指令信號,經有關電路對這一信號放大和處理後,使A1的9腳輸出一個高電平控制遙控電源開關電路。由於A1的9腳輸出高電平,VT1導通,BL781繞組得電,S1接通,這樣220V的交流市電能夠通過S1加到主電源電路中,為整機電路供電,完成電源接通的遙控控制。

6)遙控關機

當要求電源切斷時,通過遙控器使A1的9腳輸出低電平,通過VT1和BL781使S1斷開,這樣交流市電就不能加到主電源電路了,完成了遙控關機控制。

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