開(kāi)關(guān)電源工作原理及電路圖介紹
隨著全球關(guān)注能源問(wèn)題,電子能源問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越突出,如何降低待機(jī)功耗,提高供電效率成為一個(gè)緊迫的問(wèn)題。
雖然傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,但有一個(gè)低效率(只有40 - 50%,大容量、大消費(fèi)的鐵、銅、高工作溫度和調(diào)整范圍和小缺點(diǎn)。
為了提高效率,人們發(fā)展出了開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,它的效率可以達(dá)到85?,寬電壓范圍,此外,還具有高精度電壓調(diào)節(jié)器,不使用電源變壓器等,是一種理想的穩(wěn)壓電源。
正因?yàn)槿绱?開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源已廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備,闡述了工作原理,各種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)電源。
一、基本工作原理的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源
開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源控制方法可分為廣式和調(diào)頻式兩種,在實(shí)際的應(yīng)用程序中,廣泛使用得越多,目前開(kāi)發(fā)和使用開(kāi)關(guān)電源IC,絕大多數(shù)類(lèi)型的脈沖寬度調(diào)制。
這里主要介紹的是寬可調(diào)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。
的基本原理可調(diào)寬開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源可以見(jiàn)下。
對(duì)于單一的矩形脈沖極性,平均直流電壓Uo取決于矩形脈沖寬度、脈沖寬度、更高的平均直流電壓值。
一般的直流電壓U。
由公式可以計(jì)算出,
=嗯* T1的Uo / T
類(lèi)型的嗯為矩形脈沖峰值電壓值;
T為矩形脈沖周期;
對(duì)矩形脈沖寬度T1。
可以看到從類(lèi)型,當(dāng)嗯和T是恒定的,平均直流電壓Uo將是成正比的脈沖寬度T1。
所以,只要我們努力使的增加穩(wěn)壓電源輸出電壓和脈沖寬度窄,可以達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。
**,開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源原理電路
1、基本電路
圖2開(kāi)關(guān)電源基本電路圖
開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖2。
交流電壓整流電路和濾波電路后整流濾波器到含有成分必須脈動(dòng)直流電壓,該電壓在高頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為所需的電壓方波,然后經(jīng)過(guò)整流濾波器的方波電壓變?yōu)橹绷麟妷?是必要的。
控制電路對(duì)脈沖寬度調(diào)制器,它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈沖寬度調(diào)制、電壓基準(zhǔn)電路組成等。
這部分的電路已經(jīng)集成,他們生產(chǎn)的各種開(kāi)關(guān)電源集成電路。
控制電路是用來(lái)調(diào)整比例的高頻開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間,以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
2。
單端反激變換器的開(kāi)關(guān)電源
典型的單端反激變換器開(kāi)關(guān)電源電路如圖3所示。
單端電路的所謂指的是高頻變壓器磁芯的工作只在一邊的磁滯回線。
所謂的反激變換器,當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1傳導(dǎo),高頻變壓器的感應(yīng)電壓的T初級(jí)繞組是負(fù)的,整流二極管VD1在國(guó)家,存儲(chǔ)能量在初級(jí)繞組。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止,T能量存儲(chǔ)在初級(jí)繞組變壓器,通過(guò)二次繞組和VD1整流器和電容器C濾波器后輸出到負(fù)載。
單端反激變換器開(kāi)關(guān)電源是一種*低成本的電源電路,輸出功率為20 - 100 w,可以輸出不同的版本,不同的電壓,在同樣的時(shí)間,和有更好的電壓調(diào)節(jié)。
**的缺點(diǎn)是輸出紋波電壓較大,不同的外部特性,適用于相對(duì)固定負(fù)載。
單端反激變換器開(kāi)關(guān)電源用在開(kāi)關(guān)管VT1熊是*大的反向電壓電路工作電壓的兩倍,工作頻率20 - 200千赫之間。
3。
普通奶油式開(kāi)關(guān)電源
單正確沖擊典型的開(kāi)關(guān)電源電路如圖4所示。
這個(gè)電路在形式上類(lèi)似于單端反激變換器式電路,但是有不同的工作情況。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1傳導(dǎo),VD2傳導(dǎo),那么電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移能量,濾波電感L儲(chǔ)存能量;
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止,電感L釋放能量的續(xù)流二極管VD3等多種營(yíng)養(yǎng)成份繼續(xù)加載。
電路中還將包括一個(gè)夾緊線圈與二極管VD2,它可以限制*高電壓的開(kāi)關(guān)管之間VT1電源電壓的兩倍。
以滿足核心復(fù)位狀態(tài),即建立和通量
重置時(shí)間應(yīng)該是平等的,所以在電路的脈沖占空比不能大于50%因?yàn)檫@個(gè)電路在開(kāi)關(guān)管VT1傳導(dǎo),通過(guò)變壓器的負(fù)載轉(zhuǎn)移能量,所以大范圍的輸出功率、輸出的50 - 200 W功率。
轉(zhuǎn)換器電路使用復(fù)雜結(jié)構(gòu),體積也較大,因?yàn)檫@個(gè)原因,這個(gè)電路的實(shí)際應(yīng)用較少。
4。
自治的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源
典型的自激開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路如圖5所示。
這是一個(gè)使用間歇振蕩電路的開(kāi)關(guān)電源,是一種應(yīng)用廣泛的基本權(quán)力。
當(dāng)接入電源開(kāi)關(guān)管的R1 VT1起動(dòng)電流,使VT1開(kāi)始傳導(dǎo),線性增長(zhǎng),集電極電流Ic在L1在L2感應(yīng)到VT1基地是正面的,積極的反饋電壓非常消極的,浸透了VT1很快。
同時(shí),感應(yīng)電壓充電,C1作為充電電壓增加,VT1 C1基地潛力逐漸成為低,導(dǎo)致VT1退出飽和區(qū)、Ic開(kāi)始減少,在L2感應(yīng)到VT1基地發(fā)射極其積極的消極的,電壓,使VT1很快,二極管VD1傳導(dǎo)、高頻變壓器T釋放加載在初級(jí)繞組機(jī)。
當(dāng)全球VT1,沒(méi)有感應(yīng)電壓在L2,直流電源輸入電壓和R1,C1反向電荷,逐步改善VT1基地的潛力,使其導(dǎo)電、回轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài),所以反復(fù)振蕩電路。
這里就像一個(gè)單端反激變換器開(kāi)關(guān)電源,變壓器的次級(jí)繞組輸出電壓不需要加載。
自激式開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管扮演一個(gè)開(kāi)關(guān)和振蕩的兩倍,也擺脫了控制電路。
電路由于負(fù)載在二級(jí)和工作狀態(tài)的回掃變壓器,具有的優(yōu)勢(shì)和孤立的產(chǎn)量損失。
這種電路不僅適合大功率電源,也適合小型電源。
5。
推挽式開(kāi)關(guān)電源
推挽式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖6所示。
它屬于雙端類(lèi)型轉(zhuǎn)換電路、高頻變壓器磁芯的工作在雙方的磁滯回線。
電路使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)管VT1和VT2,兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和外激勵(lì)交變方波信號(hào)的控制下傳導(dǎo)和期限,得到方波電壓在二級(jí)串聯(lián)變壓器T組、整流濾波器變?yōu)橹绷麟妷?是必要的。
這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)開(kāi)關(guān)管是容易驅(qū)動(dòng),主要的缺點(diǎn)是,壓力開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)雙峰值電壓電路。
電路的輸出功率比較大,通常在范圍的100 - 500 W。
6。
降壓開(kāi)關(guān)電源
降壓開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖7所示。
當(dāng)VT1開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),二極管VD1期限,輸入整流電壓到VT1和L C充電,電流增加電感L的能量存儲(chǔ)。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止,電感L離開(kāi)消極權(quán)利是電壓傳感器,在負(fù)載RL和續(xù)流二極管VD1釋放儲(chǔ)存能量在電感L、維持輸出直流電壓恒定。
的判斷電路輸出直流電壓通過(guò)添加在VT1底部的脈沖寬度。
這個(gè)電路使用更少的組件,它是一樣的另外兩個(gè)電路描述下面,只需要利用電感、電容和二極管可以實(shí)現(xiàn)。
7。
升壓型開(kāi)關(guān)電源
調(diào)壓電路的開(kāi)關(guān)電源如圖8所示。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1傳導(dǎo),電感L儲(chǔ)存能量。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止,電感L離開(kāi)消極權(quán)利是電壓傳感器,疊加在輸入電壓,電壓供電的負(fù)荷由二極管VD1使輸出電壓大于輸入電壓,地層壓力開(kāi)關(guān)電源。
8。
反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)電源
反演是開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖9所示。
這個(gè)電路也稱(chēng)為升壓開(kāi)關(guān)電源。
無(wú)論開(kāi)關(guān)管在VT1脈動(dòng)直流電壓高于或低于輸出穩(wěn)定的電壓,電路能正常工作。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1傳導(dǎo),電感L儲(chǔ)存能量,二極管VD1截止,負(fù)載RL充電充電電源的電容C上次。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止,當(dāng)前在電感L繼續(xù)流通,是根據(jù)感應(yīng)的負(fù)電壓,二極管VD1到負(fù)載供電和充電電容C。
超過(guò)了脈沖寬度調(diào)制的基本工作原理,介紹了一種開(kāi)關(guān)電源和各種電路類(lèi)型,在實(shí)踐中,會(huì)有各種各樣的實(shí)際控制電路,但無(wú)論如何,也是的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的這些。
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