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文檔簡介
一、開關式穩(wěn)壓電源的基本工作原理
開關式穩(wěn)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(fā)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(wěn)壓電源。
調寬式開關穩(wěn)壓電源的基本原理可參見下圖。
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??捎晒接嬎?,
即Uo=Um×T1/T
式中Um為矩形脈沖最大電壓值;T為矩形脈沖周期;T1為矩形脈沖寬度。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(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄,就可以達到穩(wěn)定電壓的目的。二、開關式穩(wěn)壓電源的原理電路
1、基本電路
圖二開關電源基本電路框圖
開關式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖二所示。
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?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>
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??刂齐娐酚脕碚{整高頻開關元件的開關時間比例,以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
2.單端反激式開關電源
單端反激式開關電源的典型電路如圖三所示。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(tài),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。
推挽式開關電源的典型電路如圖六所示。它屬于雙端式變換電路,高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。電路使用兩個開關管VT1和VT2,兩個開關管在外激勵方波信號的控制下交替的導通與截止,在變壓器T次級統組得到方波電壓,經整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>
這種電路的優(yōu)點是兩個開關管容易驅動,主要缺點是開關管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大,一般在100-500W范圍內。6.降壓式開關電源
降壓式開關電源的典型電路如圖七所示。當開關管VT1導通時,二極管VD1截止,輸人的整流電壓經VT1和L向C充電,這一電流使電感L中的儲能增加。當開關管VT1截止時,電感L感應出左負右正的電壓,經負載RL和續(xù)流二極管VD1釋放電感L中存儲的能量,維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。
這種電路使用元件少,它同下面介紹的另外兩種電路一樣,只需要利用電感、電容和二極管即可實現。7.升壓式開關電源
升壓式開關電源的穩(wěn)壓電路如圖八所示。當開關管VT1導通時,電感L儲存能量。當開關管VT1截止時,電感L感應出左負右正的電壓,該電壓疊加在輸人電壓上,經二極管VD1向負載供電,使輸出電壓大于輸人電壓,形成升壓式開關電源。8.反轉式開關電源
反轉式開關電源的典型電路如圖九所示。這種電路又稱為升降壓式開關電源。無論開關管VT1之前的脈動直流電壓高于或低于輸出端的穩(wěn)定電壓,電路均能正常工作。
當開關管VT1導通時,電感L儲存能量,二極管VD1截止,負載RL靠電容C上次的充電電荷供電。當開關管VT1截止時,電感L中的電流繼續(xù)流通,并感應出上負下正的電壓,經二極管VD
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