高頻開關電源電路組成及穩壓原理

2021-02-08 電子產品世界

高頻開關電源由以下幾個部分組成：

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/180221.htm

一、主電路

從交流電網輸入、直流輸出的全過程，包括：

1、輸入濾波器：其作用是將電網存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。

2、整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。

3、逆變：將整流後的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。

4、輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。

二、控制電路

一方面從輸出端取樣，經與設定標準進行比較，然後去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達到輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的資料，經保護電路鑑別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。

三、檢測電路

除了提供保護電路中正在運行中各種參數外，還提供各種顯示儀表資料。

四、輔助電源

提供所有單一電路的不同要求電源。

第二節開關控制穩壓原理

開關K以一定的時間間隔重複地接通和斷開，在開關K接通時，輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL，在整個開關接通期間，電源E向負載提供能量；當開關K斷開時，輸入電源E便中斷了能量的提供。可見，輸入電源向負載提供能量是斷續的，為使負載能得到連續的能量提供，開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置，在開關接通時將一部份能量儲存起來，在開關斷開時，向負載釋放。圖中，由電感L、電容C2和二極體D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以儲存能量，在開關斷開時，儲存在電感L中的能量通過二極體D釋放給負載，使負載得到連續而穩定的能量，因二極體D使負載電流連續不斷，所以稱為續流二極體。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示

EAB=TON/T*E

式中TON為開關每次接通的時間，T為開關通斷的工作周期（即開關接通時間TON和關斷時間TOFF之和）。

由式可知，改變開關接通時間和工作周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈衝的佔空比，這種方法稱為「時間比率控制」（Time Ratio Control,縮寫為TRC）。

按TRC控制原理，有三種方式：

一、脈衝寬度調製（Pulse Width Modulation,縮寫為PWM）開關周期恆定，通過改變脈衝寬度來改變佔空比的方式。

二、脈衝頻率調製（Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM）導通脈衝寬度恆定，通過改變開關工作頻率來改變佔空比的方式。

三、混合調製

導通脈衝寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。

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