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开关电源组成及作业原理

电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,功耗小,转化率高,且体积和重量只有线性电源的20%~30

  电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其功能好坏直接关系到电子设备的技术指标及能否安全牢靠地作业。因为开关电源内部要害元器材作业在高频开关状况,功耗小,转化率高,且体积和分量只要线性电源的20%~30%,故现在它已成为稳压电源的主流产品。

  一、开关电源的组成

  开关电源大至由主电路、操控电路、检测电路、辅佐电源四大部份组成(见图)

  1、主电路

  冲击电流限幅:约束接通电源瞬间输入侧的冲击电流。

  输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂涉及阻止本机发生的杂波反应回电网。

  整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较滑润的直流电。

  逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的中心部分。

  输出整流与滤波:依据负载需求,供给安稳牢靠的直流电源。

  2、操控电路

  一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去操控逆变器,改动其脉宽或脉频,使输出安稳,另一方面,依据测验电路供给的数据,经维护电路辨别,供给操控电路对电源进行各种维护措施。

  3、检测电路

  供给维护电路中正在运转中各种参数和各种外表数据。

  4、辅佐电源

  完成电源的软件(长途)发动,为维护电路和操控电路(PWM等芯片)作业供电。

  二.开关电源的作业原理

  开关电源便是选用功率半导体器材作为开关元件,经过周期性通断开关,操控开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以必定的时刻距离重复地接通和断开,在开关无件接通时输入电源Vi经过开关S和滤波电路向负载RL供给能量,当开关S断开时,电路中的储能设备(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所贮存的能量,使负载得到接连而安稳的能量。

  VO=TON/T*Vi

  VO为负载两头的电压平均值

  TON为开关每次接通的时刻

  T为开关通断的作业周期

  由式可知,改动开关接通时刻和作业周期的份额,VO间电压平均值也随之改动,因而,跟着负载及输入电源电压的改动主动调整TON和T的份额便使输出电压VO保持不变。改动接通时刻TON和作业周期份额亦即改动脉冲的占空比,这种办法称为“时刻比率操控”(Time Ration Control,缩写为TRC)。

  按TRC操控原理,有三种方法:

  1、脉冲宽度调制(Pulse With Modulation,缩写为PWM):开关周期稳定,经过改动脉冲宽度来改动占空比的方法。

  2、脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM):导通脉冲宽度稳定,经过改动开关作业频率来改动占空比的方法。

  3、混合调制:导通脉冲宽度和开关作业频率均不固定,互相都能改动的方法,它是以上二种方法的混合。

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