开关电源工作原理介绍 8种开关电源电路图-凯时官网

开关电源工作原理介绍 8种开关电源电路图

发布时间:2020-03-10 10:23:17来源:浙江新航电气有限公司

一、开关式稳压电源的基本工作原理

  开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

  调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。

  对于单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。直流平均电压u。可由公式计算,即uo=um×t1/t式中um为矩形脉冲最大电压值;t为矩形脉冲周期;t1为矩形脉冲宽度。

  从上式可以看出,当um 与t 不变时,直流平均电压uo 将与脉冲宽度t1 成正比。这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。

  二、开关式稳压电源的原理电路

  1、基本电路

  开关式稳压电源的基本电路框图如图所示。

  交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

  控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。

  2.单端反激式开关电源

  单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激,是指当开关管vt1 导通时,高频变压器t初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管vd1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。当开关管vt1截止时,变压器t初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及vd1 整流和电容c滤波后向负载输出。

  单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20-100w,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。

  单端反激式开关电源使用的开关管vt1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在20-200khz之间。

  3.单端正激式开关电源

  单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管vt1导通时,vd2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感l储存能量;当开关管vt1截止时,电感l通过续流二极管vd3 继续向负载释放能量。

  在电路中还设有钳位线圈与二极管vd2,它可以将开关管vt1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管vt1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50-200 w的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。

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