高频开关电源的构成及其原理
高频开关电源的基本原理
自激式电路出现最早。它的特点是电路简单、响应速度较快,但开关频率变化大、输出纹波
值较大,不易作精确的分析、设计,通常只有在小功率的情况下使用,如家电、仪器电源。
他激式开关电源需要外接的激励信号控制才能使变换电路工作,完成功率变换任务。
他源激式开关电源的特点是开关频率恒定、输出纹波小,但电路较复杂、造价较高、响应速
将电压基准电平和电流基准电平拉低,
将输出电流限制得很小, 使短路冲击的影响大大降低。
另一方面,它还能起输出软启动的作用。模块开机时,输出滤波电容上的电压为
0,所以模
块建立电压的过程中电流很大。而输出电流是经开关管的,如果没有相应措施,开关管很容
易在这个时候遭受过流冲击而损坏。开机时图1-3-3中电容C201上的电压UB为0,Q12、
这时变压器的极性突然反转为如图中所示的方向。副边的产生的反电动势、电感L的自感电
动势使D5导通,继续给负载供电。
另一方面,电感L还将通过D6续流。变压器的电感比储能电感L小得多,所以副边上的电
动势很小(远小于Uo)。虽然对于D6来说,副边产生的反电动势有碍于它的导通,但它远
20KHZ的高频脉冲电压; 整流滤波电路的作用是将高频
的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压;
开关电源控制器的作用是将输出直流电压取样,
来
控制功率开关器件的驱动脉冲的宽度,
从而调整开通时间以使输出电压可调且稳定。
从框图
中可见,由于高频变压器取代了笨重的工频(
50HZ)变压器, 从而使稳压电源的体积和重量
并且基本不受负载变化的影
响(对20%以上负载)。
③可闻噪音低
在相控整流设备中,工频变压器及滤波电感工作时产生的可闻噪声较大,一般大于
开关电源工作频率的原理分析
6、结语
电流检测在电流控制中起着重要的作用,电流检测分为电阻检测和电流互感器检测。为了减少损耗,常采用电流互感器检测。在电流互感器检测电路的设计中,要充分考虑电路拓扑对检测效果的影响,综合考虑电流互感器的饱和问题和副边电流的下垂效应,以选择合适的磁芯复位电路、匝比和检测电阻。
(三)混合调制
导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。
第三节开关电源的发展和趋势
1955年美国罗耶(GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器,是实现高频转换控制电路的开端,1957年美国查赛(Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器,1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想,这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高,二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善,终于做成了25千赫的开关电源。
3、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核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小。
4、输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
(二)控制电路
一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。
2、电流检测电路的实现
在电流环的控制电路中,电流放大器通常选择较大的增益,其好处是可以选择一个较小的电阻来获得足够的检测电压,而检测电阻小损耗也小。
电流检测电路的实现方法主要有两类:电阻检测(resistivesensing)和电流互感器(currentsensetransformer)检测。
开关电源的结构和基本原理
C9 3 .3u 1 00 V
L8 5 *2 0
MYV1 0 72 71 0 72 71 MYV2
C3A
R1
1
C7
1 02 25 0V ac
1 M 12 06
BR1 KBU8 06
R35
4 30R4K,,1R2506
1 0K 1 20 6
R8--21
6 80 ,12 06
T1 1 2
C20
R45-48
无源PFC
无源PFC一般采用电感补偿方法, 通过使交流输入的基波电流与电 压之间相位差减小来提高功率因 数,但无源PFC的功率因数不是 很高,只能达到0.7~0.8。
位置在第二层滤波之后,全桥整 流电路之前。
有源PFC
输入电压可以从90V到270V;
高于0.99的线路功率因数,并具有低损耗和高可靠等优点;
+3. 3 V
3 30 0u ,6.3V
C29
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱC Tex t
R113
R112
2 .7K 1 20 6 2 .7K 1 20 6
Q3
1 61 6A
Q4
1 61 6A
F R1 04
D28
1 N4 14 8 SM D
F R1 04
D27
1 N4 14 8 SM D
D35
D34
1 0u F,5 0V
2 22 1K V
2 20 u,1 6V
3 00 12 06
C31
R77-80
1 .2K 1 20 6
--5V
L3-4
D11 FR1 07 R44 2 12 06
L13 6 *8
6
D9
高频开关电源——原理、设计与实例分析
任务一反激式功率因数校正电路的原理 任务二临界模式PFC控制芯片L6562的介绍 任务三反激式功率因数校正电路的分析与设计 拓展任务有源PFC方法的比较和测试 项目小结 思考与练习
附录A印制电 路板的布线
附录B开关电 源规格书 (IPS)
作者介绍
这是《高频开关电源——原理、设计与实例分析》的读书笔记模板,暂无该书作者的介绍。
项目二升压式有源 功率因数校正电路
的分析
项目一填谷式无源 功率因数校正电路
的分析
项目三反激式有源 功率因数校正电路
的分析
任务一功率因数校正的基本概念 任务二填谷式无源功率因数校正电路的介绍 任务三控制芯片MT7801的介绍 任务四填谷式无源功率因数校正电路的分析与设计 项目小结
任务一升压式功率因数校正原理 任务二有源功率因数校正控制方法 任务三电感的设计 任务四连续模式的功率因数校正控制芯片ICE2PCS01的介绍 任务五 Boost功率因数校正电路的分析与设计 项目小结
任务一降压式变换器的分析 任务二 UC3842控制Buck电路的分析与设计 拓展任务升-降压式变换器的分析 项目小结 思考与练习
项目二 PWM芯片控 制的反激式电源电
路的分析
项目一单片集成反 激式电源电路的分
析
项目三准谐振反激 式电源电路的分析
任务一反激式变换器的分析 任务二单片集成芯片KA5X03XX系列介绍 任务三反激式变压器的制作与测试 任务四单片集成芯片控制反激式电路的分析与测试 拓展任务一次绕组控制的反激式电源电路 项目小结 思考与练习
目录分析
模块一开关电源基础入门
任务一开关电源的概述 任务二直流变换器的分类 任务三直流开关电源的特点和应用 任务四直流开关电源的性能指标 任务五开关电源的主要技术及发展趋势
开关电源工作原理和原理图分析
开关电源工作原理是什么?开关电源原理图分析开关电源工作原理是什么?开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止。
将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!!成本很低.如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意开关电源的工作流程是:电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。
1. 交流电源输入经整流滤波成直流2. 通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上3. 开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载4. 输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源.主要用于工业以及一些家用电器上,如电视机,电脑等开关电源原理图分析电路的工作过程:a> 开关S开通后,变压器绕组N1两端的电压为上正下负,与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负.因此VD1处于通态,VD2为断态,电感L的电流逐渐增长;b> S关断后,电感L通过VD2续流,VD1关断.S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源,所以S关断后承受的电压为 .c> 变压器的磁心复位:开关S开通后,变压器的激磁电流由零开始,随着时间的增加而线性的增长,直到S关断.为防止变压器的激磁电感饱和,必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零,这一过程称为变压器的磁心复位.正激电路的理想化波形:变压器的磁心复位时间为:Tist=N3*Ton/N1输出电压:输出滤波电感电流连续的情况下:Uo/Ui=N2*Ton/N1*T磁心复位过程:2、反激电路反激电路原理图反激电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看作是一对相互耦合的电感.工作过程:S开通后,VD处于断态,N1绕组的电流线性增长,电感储能增加;S关断后,N1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放.S关断后的电压为:us=Ui+N1*Uo/N2反激电路的工作模式:电流连续模式:当S开通时,N2绕组中的电流尚未下降到零.输出电压关系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff电流断续模式:S开通前,N2绕组中的电流已经下降到零.输出电压高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下, ,因此反激电路不应工作于负载开路状态.反激电路的理想化波形。
高频开关电源详细介绍
高频开关电源详细介绍高频开关电源(High-Frequency Switching Power Supply)是一种广泛应用于电子设备中的电源系统。
相比传统的线性电源,高频开关电源具有高效率、小体积、轻重量和稳定的电压输出等优点。
本文将详细介绍高频开关电源的工作原理、主要组成部分以及应用领域。
高频开关电源的工作原理如下:当输入电压接通时,由交流电源经过整流和滤波后,经过开关器件进行高频开关,然后经过变压器变换电压,之后经过滤波、稳压和反馈电路调节后输出稳定的直流电压。
整个过程中,开关器件在开关状态下,能以更高的频率进行开关操作,以提高转换效率和减小体积。
高频开关电源的主要组成部分包括输入端、整流滤波器、开关器件、变压器、输出电路以及保护电路等。
输入端主要接收交流电源,并通过整流滤波器将其转换为直流电压。
开关器件是高频开关电源的核心部分,负责快速开关操作,常见的开关器件包括MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等。
变压器则用于将输入电压变换为合适的电压,并通过输出电路将其稳定输出。
保护电路主要用于确保电源在工作过程中的安全性和稳定性,包括过载保护、短路保护和过温保护等。
高频开关电源具有较高的转换效率,一般可以达到85%以上,而传统的线性电源则只有60%左右的效率。
这是因为在高频开关电源中,开关器件可以迅速地通过开关操作来控制电源的输出,并通过反馈控制电路来实现稳定的电压输出,大大提高了能量转换的效率。
由于高频开关电源具有高效率的特点,可以减少电源损耗,降低能源消耗,因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
高频开关电源的应用领域十分广泛,例如计算机、通讯设备、工业自动化设备以及医疗仪器等。
在计算机中,高频开关电源被广泛应用于各种电子设备,如主机、显示器和服务器等。
通讯设备方面,高频开关电源可以为手机、路由器和网络交换机等提供稳定的电源。
在工业自动化设备中,高频开关电源可以为机器人、PLC(可编程逻辑控制器)以及传感器等提供经济高效的电源解决方案。
开关电源 原理
开关电源原理一、概述开关电源是一种高效率的电源,它通过将交流电转换成高频脉冲信号,再经过变压、整流、滤波等环节,最终得到所需的直流电。
相较于传统的线性稳压电源,开关电源更为节能、稳定和可靠。
二、基本原理1. 开关管控制器开关管控制器是开关电源的核心部件,它通过控制开关管的通断来实现输出电压和电流的调节。
常见的开关管有MOSFET和IGBT两种。
2. 变压器变压器是将输入交流电转换成所需输出直流电时必不可少的部件。
它主要由铁芯和绕组两部分构成,其中铁芯承担着磁通传递作用,而绕组则负责变换输入输出电压。
3. 整流器整流器主要负责将变压器输出的交流信号转化成直流信号。
常见的整流方式有单相桥式整流和三相桥式整流两种。
4. 滤波器滤波器主要用于去除整流后直流信号中残留的交流成分。
常见的滤波方式有LC滤波、RC滤波和LCL滤波。
三、工作原理1. 开关管控制器的工作原理开关管控制器通过控制开关管的通断来实现输出电压和电流的调节。
具体来说,当开关管通电时,输入电源会通过变压器传递到输出端,此时输出端会有一个正向电压;而当开关管断电时,则会有一个反向电压。
因此,通过不断地改变开关管的通断状态,就可以得到所需的输出电压和电流。
2. 变压器的工作原理变压器主要由铁芯和绕组两部分构成。
当输入交流信号经过铁芯时,由于铁芯中存在磁场,因此会在绕组中产生感应电动势。
同时,在绕组中也存在着一定的阻抗,因此输入信号也会受到一定程度的衰减。
最终,在输出端得到了所需的直流信号。
3. 整流器的工作原理整流器主要负责将变压器输出的交流信号转化成直流信号。
常见的整流方式有单相桥式整流和三相桥式整流两种。
其中单相桥式整流主要由四个二极管构成,它们将输入交流信号分别转化成正半周和负半周的直流信号;而三相桥式整流则由六个二极管构成,它们可以将三相交流信号转化成直流信号。
4. 滤波器的工作原理滤波器主要用于去除整流后直流信号中残留的交流成分。
常见的滤波方式有LC滤波、RC滤波和LCL滤波。
开关电源电路组成及各部分详解
开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理:①、防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②、输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③、整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、DC输入滤波电路原理:①、输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。
②、R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
开关电源的工作原理与维修
开关电源的工作原理与维修在现代电子设备中,开关电源作为一种常见的电源供应模块,被广泛应用于各种设备中,如电脑、手机充电器、电视等。
开关电源相比于传统的线性电源具有更高的效率和稳定性,因此备受青睐。
本文将介绍开关电源的工作原理以及常见的维修方法。
工作原理开关电源的工作原理主要基于三个关键元件:变压器、整流器和滤波器。
当输入交流电压被整流器转换为直流电压后,变压器通过开关管(如晶体管)来控制电流的开闭,进而实现将直流电压转换为高频脉冲信号。
这些脉冲信号经过变压器的变压作用,最终输出所需的稳定直流电压。
开关电源的高频工作使得其输出更为稳定、效率更高。
通过控制开关管的导通时间,可以调整输出电压的大小,实现对电压的精确控制。
同时,开关电源内部还配备了保护机制,如过流保护、过压保护等,确保设备和用户的安全。
维修方法尽管开关电源具有高效稳定的特点,但在长时间使用过程中仍可能出现各种故障。
以下是一些常见的开关电源故障及其维修方法:1.电容故障:开关电源中的电容可能会出现漏液、爆裂等情况,导致输出电压不稳定甚至无法正常工作。
此时需要更换损坏的电容并进行电源校准。
2.开关管故障:开关管长时间工作后可能会损坏,导致整个电源无法正常工作。
此时需要测量开关管的导通情况,确认是否需要更换新的开关管。
3.滤波器故障:滤波器在使用过程中可能会被过载、过压等问题影响而损坏,导致输出的电压波动较大。
对于此类故障,需要检查并更换损坏的滤波器。
4.散热系统故障:开关电源长时间工作会产生一定的热量,如果散热系统不良,可能导致电源温度过高而引发故障。
因此,定期清洁和确保散热系统正常工作至关重要。
在进行开关电源的维修时,应首先确保断开电源并排除电容器电压,避免触电危险。
同时,维修人员需要具备一定的电子知识和技能,以便更好地识别和解决各种故障。
总的来说,开关电源作为现代电子设备中不可或缺的部件,其工作原理和维修方法都需要得到深入理解和熟练掌握。
开关电源原理及各功能电路详解
开关电源原理及各功能电路详解一、开关电源的电路组成:开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:二、输入电路的原理及常见电路:1、AC输入整流滤波电路原理:① 防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
② 输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、 DC输入滤波电路原理:① 输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
开关电源电路组成及各部分详解
开关电源广泛应用于电力设备中,其电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理:①、防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②、输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③、整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、DC输入滤波电路原理:①、输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。
②、R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
高频开关电源工作原理
高频开关电源工作原理高频开关电源是一种高效、稳定、可靠的电源,正在被广泛应用于各种电子设备中。
它的工作原理是将交流电压转换为高频脉冲信号后,在经过滤波、调整和反馈等电路处理之后,输出直流电压,从而为各种电子设备提供稳定的电力支持。
一、高频开关电源的基本构造高频开关电源的基本构造包括变压器、开关管、滤波电容、调整电路和反馈电路等五个部分。
1.变压器:变压器是高频开关电源的核心部件,它能够将输入的交流电压转换为高频脉冲信号,输出到开关管上。
因此,变压器的质量和性能是影响高频开关电源输出效果的关键因素之一。
2.开关管:高频开关电源采用晶体管或MOS管作为开关管,通过控制其导通和截止时间来实现电流的开断和转换。
由于开关管的开关频率很高,达到几十千赫,因此它的响应速度、频响特性和损耗情况对高频开关电源的性能有很大的影响。
3.滤波电容:滤波电容用于过滤高频干扰和跨越电压,将输出脉冲信号转换为直流电压。
它的作用是保证高频开关电源的输出稳定性和纹波电压小,也就是电源的纹波系数小。
4.调整电路:调整电路用于调整输出电压或电流,使高频开关电源能够满足不同的电子设备工作要求。
调整电路采用稳压器进行调整,可以通过电压分压器、电流限制器等方式实现输出电压或电流的稳定控制。
5.反馈电路:反馈电路也是高频开关电源关键部分之一,它通过检测输出电压或电流大小并输出反馈信号,控制开关管的工作状态,从而实现高频开关电源的自动稳压、限流和保护等功能。
二、高频开关电源的工作原理高频开关电源的工作原理可以分为三个步骤:输入、转换和输出。
1.输入阶段:高频开关电源的输入电源是交流电源,经过整流电路转换为直流电压,输入到变压器端口。
2.转换阶段:通过变压器将输入的电压转换为高频脉冲信号,输出到开关管上。
当开关管闭合时,电流会通过变压器和地线形成电磁场,从而将变压器中的能量存储在磁场中;当开关管断开时,电磁场就会将这些能量释放出来,形成一个脉冲信号输出到滤波电容上。
高频开关电源原理
高频开关电源(电源技术讲座四)1:高频开关电源的组成与分类开关电源具有体积小、效率高等一系列优点,在各类电子产品中得到广泛的应用。
但由于开关电源的控制电路比较复杂、输出纹波电压较高,所以开关电源的应用也受到一定的限制。
电子装置小型轻量化的关键是供电电源的小型化,因此需要尽可能地降低电源电路中的损耗。
开关电源中的调整管工作于开关状态,必然存在开关损耗,而且损耗的大小随开关频率的提高而增加。
另一方面,开关电源中的变压器、电抗器等磁性元件及电容元件的损耗,也随频率的提高而增加。
目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十kHz;采用MOSFE的开关电源转换频率可达几百kHz。
为提高开关频率必须采用高速开关器件。
对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式。
它可以极大地提高开关速度,原理上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率的一种方式。
采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。
开关电源的集成化与小型化已成为现实。
然而,把功率开关管与控制电路都集成在同一芯片上,必须解决电隔离和热绝缘的问题。
1.1 开关电源的基本构成开关电源采用功率半导体器件作为开关器件,通过周期性间断工作,控制开关器件的占空比来调整输出电压。
开关电源的基本构成如图1所示,其中DC/DC变换器进行功率转换,它是开关电源的核心部分,此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。
输出采样电路(R1、R2)检测输出电压变化,与基准电压Ur比较,误差电压经过放大及脉宽调制(PWM电路,再经过驱动电路控制功率器件的占空比,从而达到调整输出电压大小的目的。
图2 是一种电路实现形式。
DC/DC变换器有多种电路形式,常用的有工作波形为方波的PWMS换器以及工作波形为准正弦波的谐振型变换器。
图1 开关电源的基本构成图2 开关型稳压电源的原理电路对于串联线性稳压电源,输出对输入的瞬态响应特性主要由调整管的频率特性决定。
高频开关电源的工作原理
推挽电路原理图
V1
W1
- Uin +
V2
W2
Uce 2Uin
L
Uin
+
0
Ton
Toff
t
Ic
0
T
t
4、半桥电路
半桥电路有两个功率开关管,通过两个串连的电容器来构成 工作回路,这两个功率管交替导通驱动高频变压器进行能量 传递,变压器是双向激励的。半桥电路同样存在变压器磁偏 现象,会出现“直通”问题。同样的变压器的情况,半桥的 输出功率大于推挽电路。如下图所示:C1和C2的作用主要是 实现静态时分压,使Ua=1/2Uin。当V1导通,V2截止时, 输入电流方向为图中虚线方向,向C2充电;当V1截止,V2 导通时,输入电流方向为图中实线方向,向C1充电。当V1导 通,V2截止时,V2两端承受的电压为输入直流电压Uin。
APFC电路,是有源功率因数校正电路。它是一
个升压电路,电路结构采用的是BOOT电路,输出电压
一般规定在410VDC左右。由于开关电源所采用的器件 全部工作在非线性状态,电路上有电感和电容,所以会 造成交流输入电压和电流的相位存在相位差,导致交流 电不能全部做功,一部分在电感和电容中转换。另外交 流电压和电流波形出现畸变,造成谐波分量增加,干扰 增加。功率因数校正电路就是将电压和电流相位强制到 一致,同时对波形给予修正。
高频开关电源工作原理
作者:湖南常德分公司传动中心郝书韬
1、开关电源的概念 2、开关电源的组成 3、开关电源的常用电路类型与原理 4、通信用开关电源的基本要求
1、开关电源的概念
开关电源是一个能量转换器,作为电源的功率器件工作 在开关状态(开关管、电感、高频变压器、电容、整流 二极管)-开或关状态,其特点是频率高、功耗低、工 作效率高、体积小、输入范围宽(SwitchingRegulator -- A switching circuit that operates in a closed loopsystem to regulate the power supply output) 通过闭环系统调节,使输出电压保持稳定。
开关电源工作原理图文
开关电源的组成部分
开关电源由输入滤波器、整流器、变压器、开关管、控制电路等多个组件构 成。每个组件在电源系统中发挥着关键的作用,确保电源正常运行。
开关电源的工作过程
开关电源的工作过程可以分为开关管导通和关断两个状态。通过控制开关管 的导通时间比例,可以调整输出电压的大小和稳定性。
开关电源的发展趋势和前景
随着科技的发展,开关电源的功率密度、效率、可靠性等性能得到不断提升。 未来开关电源将更加小型化、高效化,并适应更多应用场景。
开关电源的优点和应用领域
开关电源具有高效、稳定、紧凑的特点,广泛应用于通信、计算机、工业自动化等领域。它为电 子设备提供可靠的电源支持,提升了系统性能和可靠性。
开关电源的常见问题与解决方 法
开关电源在使用过程中可能、加强屏蔽等方法来解决。
开关电源工作原理图文
开关电源是一种能够对输入电源进行高效转换和稳定输出的电源系统。它由 多个组件组成,采用特定的工作原理,广泛应用于各种电子设备中。
开关电源的概述
开关电源是现代电子设备中最常用的电源类型之一。它通过采用高频开关器 件来转换输入电源到所需的输出电压,提供稳定、高效的能量转换。
开关电源的基本工作原理
开关电源电路组成及常见各模块电路分析
开关电源电路组成及常见各模块电路分析2009-10-14 17:36一、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。
辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下:二、输入电路的原理及常见电路1、AC 输入整流滤波电路原理:① 防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。
② 输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间,要对 C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。
若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。
2、 DC 输入滤波电路原理:① 输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4 为安规电容,L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间,由于 C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使 Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。
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高频开关电源的构成及其原理
什么是高频开关电源?其构成和原理是什么?苏州新台兴就这些问题做详细介绍,感兴趣的童鞋赶快来学习一下吧~~~
1.高频开关电源--简介
高频开关电源,其英文名称为Switching Mode Power Supply,又称交换式电源、开关变换器以及开关型整流器SMR,它是一种高频化电能转换装置。
其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。
它主要是通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz 范围内,实现高效率和小型化。
2.高频开关电源--构成
高频开关电源主要由主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源等四部分构成。
主电路,主要包括输入滤波器、整流与滤波、逆变以及输出整流与滤波,最终可以提供稳定可靠的直流电源。
控制电路,它可以通过控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,还可以提供控制电路对整机进行各种保护措施。
检测电路,除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表资料。
辅助电源,提供所有单一电路的不同要求电源。
3.高频开关电源--稳压原理
高频开关电源的主电路会将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网,然后将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换,再将整流后的直流电变为高频交流电,如果需要不同的频率和带宽,可以通过控制电路来控制逆变器来获得,最后根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源,同时控制电路可以对整机进行各种保护措施。