24v开关电源原理及电路

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。开关电源广泛用于广告灯箱，通信设备，工业自动化，低功率直流电动机电源以及其他需要将220V或110V交流电源转换为直流电源的地方。

在开关电源中，24伏属于安全电压范围，所以称之为24V开关电源。

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。

原理：

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，从而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。

如何判断开关电源的好坏

(1)有输入电压，而无开关电源输出电压，或输出电压明显不对。

(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。

查找开关电源损坏原因

(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。

(2)变压器导线因氧化、助焊剂腐蚀而断裂。

(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。

(4)环境恶劣，由灰尘、水汽等造成绝缘损坏。

开关电源的修理

(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、导线已不能使用时，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，检查工作是否正常、二次电压是否正确，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，就可以使用数字万用表的电阻档或者蜂鸣器档位，如果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额定电压低很多，甚至为0伏，那就说明适配器无电压输出或者输出短路。

下面介绍比较简易的24V电源实现方法

(1)购买一个220VAC转24VAC变压器，输出功率根据实际需求而定;

(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，其中桥堆可以使用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性三端稳压器7824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，注意根据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。