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開關穩壓電源的工作原理簡析

時間 : 2024-12-18     

 ?? 電子產品日益增多,而大多消耗能源太高,這也使電子產品耗能問題的突出。而傳統的電源十分耗能面臨淘汰,為了提高效率,人們研制出了開關式穩壓電源,這一款產品是一種較理想的穩壓電源。下面就要介紹的是關于開關穩壓電源的工作原理的資料。??

開關穩壓電源的工作原理

一、開關式穩壓電源的基本工作原理

開關式穩壓電源接控制方式分為調寬式和調頻式兩種,在實際的應用中,調寬式使用得較多,在目前開發和使用的開關電源集成電路中,絕大多數也為脈寬調制型。因此下面就主要介紹調寬式開關穩壓電源。

對于單極性矩形脈沖來說,其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度,脈沖越寬,其直流平均電壓值就越高。直流平均電壓U。可由公式計算,即Uo=Um×T1/T

式中Um:—矩形脈沖最大電壓值;T:—矩形脈沖周期; T1:—矩形脈沖寬度。從上式可以看出,當Um與T不變時,直流平均電壓Uo將與脈沖寬度T1成正比。這樣,只要我們設法使脈沖寬度隨穩壓電源輸出電壓的增高而變窄,就可以達到穩定電壓的目的。

二、開關式穩壓電源的原理電路 

  1、基本電路

交流電壓經整流電路及濾波電路整流濾波后,變成含有一定脈動成份的直流電壓,該電壓進人高頻變換器被轉換成所需電壓值的方波,最后再將這個方波電壓經整流濾波變為所需要的直流電壓。

控制電路為一脈沖寬度調制器,它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路構成。這部分電路目前已集成化,制成了各種開關電源用集成電路。控制電路用來調整高頻開關元件的開關時間比例,以達到穩定輸出電壓的目的。

2.單端反激式開關電源

電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側。所謂的反激,是指當開關管VT1導通時,高頻變壓器T初級繞組的感應電壓為上正下負,整流二極管VD1處于截止狀態,在初級繞組中儲存能量。當開關管VT1截止時,變壓器T初級繞組中存儲的能量,通過次級繞組及VD1整流和電容C濾波后向負載輸出。

單端反激式開關電源是一種成本最低的電源電路,輸出功率為20-100W,可以同時輸出不同的電壓,且有較好的電壓調整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大,外特性差,適用于相對固定的負載。

單端反激式開關電源使用的開關管VT1承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍,工作頻率在20-200kHz之間。

三、開關電源與穩壓電源之間有什么區別?

普通穩壓電源是利用變壓器降壓再整流的串聯型穩壓,由采樣電路去控制電源調整管的導通電流來改變電源內阻,從而使輸出電壓穩定。串聯型穩壓電源的效率小于50%。

開關型穩壓電源是直接整流,獲得高壓直流,由高頻震蕩器控制開關管的通斷的時間比例來調整輸出電壓。開關型電源電路有串聯型和并聯型兩種,開關型穩壓電源的優點是效率高,因為開關狀態下的晶體管自身消耗的功率很小,可以達到70-80%甚至更高的效率,而且不用降壓變壓器,其輸出變壓器由于是工作在高頻,其體積遠小于50赫的工頻變壓器。所以開關型電源的電路小巧輕便。開關型電源可以在較大的電壓范圍正常工作。

四、開關型穩壓電源的優缺點

優點

“開關型穩壓電源”與“串聯調整型穩壓電源”相比,高效節能;適應市電變化能力強;輸出電壓可調范圍寬;一只開關管可方便地獲得多組電壓等級不同的電源;體積小,重量輕等諸多優點,而被廣泛地得到采用。

(1)功耗小,效率高

(2)體積小,重量輕

(3)穩壓范圍寬

(4)濾波的效率大為提高,使濾波電容的容量和體積大為減少

(5)電路形式靈活多樣

缺點

開關穩壓電源的缺點是存在較為嚴重的開關干擾。開關穩壓電源中,功率調整開關晶體管工作在狀態,它產生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產生尖峰干擾和庇振干擾,這些干擾如果不采取一定的措施進行抑制、消除和屏蔽,就會嚴重地影響整機的正常工作。此外由于開關穩壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離,這些干擾就會串入工頻電網,使附近的其他電子儀器、設備和家用電器受到嚴重的干擾。

以上就是關于開關式穩壓電源的工作原理的介紹了,開關式穩壓電源的產生給生活帶來極大的方便,同時也為生活環境做出了貢獻。開關式穩壓電源具有穩壓精度高、不使用電源變壓器等特點,是一種較理想的穩壓電源。這也讓它比傳統的電源更加的暢銷的原因,希望我整理的資料能夠提供給你幫助。

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