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開關電源工作原理分析及圖解 Switching power adapter

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2018-10-03

  開關(guan) 電源就是用通過電路控製開關(guan) 管進行高速的導通與(yu) 截止。

  將直流電轉化為(wei) 高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓,從(cong) 而產(chan) 生所需要的一組或多組電壓!轉為(wei) 高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50HZ高很多.所以開關(guan) 變壓器可以做的很小,而且工作時不是很熱!!成本很低.如果不將50HZ變為(wei) 高頻那開關(guan) 電源就沒有意義(yi) 。

  開關(guan) 電源的工作流程是:

  電源→輸入濾波器→全橋整流→直流濾波→開關(guan) 管(振蕩逆變)→開關(guan) 變壓器→輸出整流與(yu) 濾波。

  交流電源輸入經整流濾波成直流

  通過高頻PWM(脈衝(chong) 寬度調製)信號控製開關(guan) 管,將那個(ge) 直流加到開關(guan) 變壓器初級上

  開關(guan) 變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載

  輸出部分通過一定的電路反饋給控製電路,控製PWM占空比,以達到穩定輸出的目的

  交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東(dong) 西,過濾掉電網上的幹擾,同時也過濾掉電源對電網的幹擾;

  在功率相同時,開關(guan) 頻率越高,開關(guan) 變壓器的體(ti) 積就越小,但對開關(guan) 管的要求就越高;

  開關(guan) 變壓器的次級可以有多個(ge) 繞組或一個(ge) 繞組有多個(ge) 抽頭,以得到需要的輸出;

  一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會(hui) 燒毀開關(guan) 電源。

  主要用於(yu) 工業(ye) 以及一些家用電器上,如電視機,電腦等

  開關(guan) 電源原理圖分析

  1、正激電路

  開關(guan)

  電路的工作過程:

  a》 開關(guan) S開通後,變壓器繞組N1兩(liang) 端的電壓為(wei) 上正下負,與(yu) 其耦合的N2繞組兩(liang) 端的電壓也是上正下負。因此VD1處於(yu) 通態,VD2為(wei) 斷態,電感L的電流逐漸增長;

  b》 S關(guan) 斷後,電感L通過VD2續流,VD1關(guan) 斷.S關(guan) 斷後變壓器的激磁電流經N3繞組和VD3流回電源,所以S關(guan) 斷後承受電壓。

  c》 變壓器的磁心複位:開關(guan) S開通後,變壓器的激磁電流由零開始,隨著時間的增加而線性的增長,直到S關(guan) 斷。為(wei) 防止變壓器的激磁電感飽和,必須設法使激磁電流在S關(guan) 斷後到下一次再開通的一段時間內(nei) 降回零,這一過程稱為(wei) 變壓器的磁心複位。

  正激電路的理想化波形:

  開關(guan)

  變壓器的磁心複位時間為(wei) :

  st=N3*Ton/N1

  輸出電壓:輸出濾波電感電流連續的情況下:

  Uo/Ui=N2*Ton/N1*T

  磁心複位過程:

  開關(guan)

  2、反激電路

  反激電路原理圖

  開關(guan)

  反激電路中的變壓器起著儲(chu) 能元件的作用,可以看作是一對相互耦合的電感。

  工作過程:

  S開通後,VD處於(yu) 斷態,N1繞組的電流線性增長,電感儲(chu) 能增加;

  S關(guan) 斷後,N1繞組的電流被切斷,變壓器中的磁場能量通過N2繞組和VD向輸出端釋放.S關(guan) 斷後的電壓為(wei) :us=Ui+N1*Uo/N2

  反激電路的工作模式:

  電流連續模式:當S開通時,N2繞組中的電流尚未下降到零。

  輸出電壓關(guan) 係:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff

  電流斷續模式:S開通前,N2繞組中的電流已經下降到零。

  輸出電壓高於(yu) 上式的計算值,並隨負載減小而升高,在負載為(wei) 零的極限情況下, ,因此反激電路不應工作於(yu) 負載開路狀態。

  反激電路的理想化波形

  開關(guan)

  開關(guan)

  開關(guan)

  開關(guan)

  開關(guan)

  開關(guan)

Tags:開關電源工作原理,開關電源,工作原理  
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