開關電源工作原理分析及圖解-電子發燒友網

打開APP

開關電源工作原理分析及圖解

發表於 2017-10-28 10:55:11

　　開關電源就是用通過電路控制開關管進行高速的導通與截止。

　　將直流電轉化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓，從而產生所需要的一組或多組電壓！轉為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變為高頻那開關電源就沒有意義。

　　開關電源的工作流程是：

　　電源→輸入濾波器→全橋整流→直流濾波→開關管（振蕩逆變）→開關變壓器→輸出整流與濾波。

　　交流電源輸入經整流濾波成直流

　　通過高頻PWM（脈衝寬度調製）信號控制開關管，將那個直流加到開關變壓器初級上

　　開關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制電路，控制PWM佔空比，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，開關頻率越高，開關變壓器的體積就越小，但對開關管的要求就越高;

　　開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭，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，否則可能會燒毀開關電源。

　　主要用於工業以及一些家用電器上，如電視機，電腦等

　　開關電源原理圖分析

　　1、正激電路

　　

　　電路的工作過程：

　　a》 開關S開通後，變壓器繞組N1兩端的電壓為上正下負，與其耦合的N2繞組兩端的電壓也是上正下負。因此VD1處於通態，VD2為斷態，電感L的電流逐漸增長;

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

　　c》 變壓器的磁心復位：開關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關斷。為防止變壓器的激磁電感飽和，必須設法使激磁電流在S關斷後到下一次再開通的一段時間內降回零，這一過程稱為變壓器的磁心復位。

　　正激電路的理想化波形：

　　

　　變壓器的磁心復位時間為：

　　Tist=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

　　磁心復位過程：

　　

　　2、反激電路

　　反激電路原理圖

　　

　　反激電路中的變壓器起著儲能元件的作用，可以看作是一對相互耦合的電感。

　　工作過程：

　　S開通後，VD處於斷態，N1繞組的電流線性增長，電感儲能增加;

　　S關斷後，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關斷後的電壓為：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。

　　輸出電壓高於上式的計算值，並隨負載減小而升高，在負載為零的極限情況下， ，因此反激電路不應工作於負載開路狀態。

　　反激電路的理想化波形

　　

　　

　　

　　

　　

　　

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴