反激式开关电源工作原理及波形分析
反激式变压器开关电源工作原理
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反激式变压器开关电源工作原理引言:反激式变压器开关电源是一种常用的电源设计,广泛应用于各个领域,如电子设备、通信设备、工业控制等。
在本文中,我们将详细介绍反激式变压器开关电源的工作原理及其基本组成部分。
一、工作原理反激式变压器开关电源是一种通过开关管的断续导通实现能量转换的电源设计。
其工作原理可以概括为以下几个过程:1. 输入电压变换:反激式变压器开关电源通常采用交流输入,利用输入电压的变换来实现电能的转换和调节。
输入电压首先经过整流电路,将交流电信号转换为脉冲直流电信号。
2. 能量储存:脉冲直流电信号进入能量储存电容器,用于储存电能。
这里的能量储存器通常采用电容器,其大小和选择根据需求进行合理的设计。
3. 开关管控制:开关管是反激式变压器开关电源的核心部分,用于对能量的开关和控制。
开关管的导通与断开实现了能量的转换。
通过控制开关管的导通时间长短可以实现输出电压和电能的调节。
4. 变压器工作:在开关管导通状态下,输入电压经过变压器变换为输出电压。
反激式变压器特点之一是输入端和输出端没有直接电气连接,其通过磁耦合实现电能传输。
5. 输出滤波:输出电压经过滤波电路,滤除脉动和噪声,得到平稳、纹波较小的直流电压供给外部负载使用。
二、基本组成部分反激式变压器开关电源主要由以下几个基本组成部分构成:1. 整流电路:整流电路用于将交流电信号转换为脉冲直流电信号,常见的整流电路有单相整流桥和三相整流桥。
2. 能量储存器:能量储存器主要是指电容器,用于储存电能。
其容量的大小和选择应根据输出电流和纹波要求进行合理设计。
3. 开关管:开关管是反激式变压器开关电源的核心部分,主要通过导通或断开来控制能量转换和电压调节。
常见的开关管有MOSFET、IGBT等。
4. 控制电路:控制电路是用于控制开关管导通和断开的电路部分。
它通常接收来自负载和输入电压的反馈信号,并通过控制信号控制开关管的工作。
5. 变压器:变压器是反激式变压器开关电源的核心组件之一,通过变压器实现输入电压和输出电压的转换。
详解反激式开关电源的工作原理,通俗易懂一看就会
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详解反激式开关电源的工作原理,通俗易懂一看就会反激式开关电源是一种高效能、高频率的变换器,可以将输入直流电压转换为符合要求的输出电压,这一特性使其被广泛应用于电子设备、通讯设备等领域中。
其工作原理可以简单地概括为:利用脉冲反转的方式将输入电压变成貌似交流的信号,再利用变压器调节电压和电流,得到输出电压。
1. 输入脉冲变换反激式开关电源的输入电压通常是一个直流电源,输入电压首先通过全桥整流电路将输入的交流电流变为直流电流,也就是通过一个矩形波将输入电压转换为反向的脉冲信号,并抵消了电源电阻,使电源的输出电压更为稳定。
2. 电源管理器接下来,脉冲信号被送入电源管理器。
电源管理器可以分别实现过压、过流、过电压等保护,并且可以调整输出电压。
对于负载变化或输入电压波动引起的输出电压变化,反激式开关电源可以通过均衡控制电路,降低输出电压的乱跳程度,保持它的稳定性。
3. MOSFET开关接下来,反激式开关电源的信号被送入MOSFET开关,通过开关管的控制电压,使MOSFET管的开关状态取反,从而产生带有相反极性的脉冲信号。
开关管的控制信号交调宽度调制,通过控制开关管的开关时间比,使得输出电压得以调节。
4. 变压器脉冲信号至此已经变成了一定的频率和脉宽的交变电压,接下来需要利用变压器进一步转换电压和电流。
变压器是反激式开关电源的关键组成部分,主要由绕组、铁芯和绝缘材料构成。
绕组和铁芯的性质决定了变压器的工作原理:通过磁场的感应作用,在输出端产生一个转换后的电压。
5. 输出电路最后,输出电路使用整流电路,将由变压器产生的交流电压转换为直流电压。
整流电路可以采用单相整流电路或三相整流电路,通过各种电子元件将交流电转换为直流电,以供电子设备使用。
以上就是反激式开关电源的工作原理的介绍。
总的来说,反激式开关电源的优点在于其高效能、可靠性和稳定性,可以为电子设备提供高质量的能源。
反激开关电源初级电流波形解析
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反激开关电源是一种常见的电源形式,它通过反激变压器的工作原理,实现了高效率、小体积、轻质量的特点,被广泛应用于各种电子设备中。
在设计和调试反激开关电源时,初级电流波形分析至关重要。
本文将从反激开关电源的工作原理、初级电流波形特点、波形分析方法等方面展开讨论。
一、反激开关电源的工作原理1. 工作原理概述反激开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率因子校正电路、反激变压器、输出整流滤波电路、控制电路等组成。
其工作原理是先将交流电输入通过整流电路转换为直流电,然后通过控制开关管的开合,使得反激变压器的工作状态发生变化,从而实现对输出电压的调节。
2. 工作流程解析在正半周的工作流程中,开关管导通,电流通过反激变压器的一侧,将能量储存到磁场中。
在负半周的工作流程中,开关管关断,磁场中储存的能量通过二次侧反激励,将能量传输到输出端,从而实现对输出电压的调节。
二、初级电流波形特点1. 波形特点概述反激开关电源的初级电流波形具有一定的特点,包括波形非正弦、含有脉冲成分以及高频振荡等。
这些特点对电源的性能和稳定性有着重要的影响。
2. 非正弦波形分析初级电流波形通常呈现出方波或锯齿形,而非正弦波形会带来较大的谐波分量,影响了系统的功率因素和电磁兼容等。
3. 脉冲成分分析初级电流波形还包含有脉冲成分,这些脉冲会对开关管、反激变压器、滤波电容等元件产生冲击,影响了系统的稳定性和寿命。
4. 高频振荡分析由于开关管的开合频率较高,初级电流波形还会包含高频振荡成分,这对元件的损耗和电磁干扰都有着重要的影响。
三、初级电流波形分析方法1. 示波器测量法通过示波器可以直观地观察到初级电流波形,从而判断波形的稳定性、谐波含量、脉冲成分等特点,但示波器的带宽和采样率要求较高。
2. 谐波分析法通过使用功率分析仪或频谱分析仪,可以对初级电流波形进行频谱分析,得到其谐波含量和功率因素等参数,从而评估波形的质量。
3. 数学模型仿真法使用电路仿真软件,建立反激开关电源的数学模型,进行不同工况下的波形模拟,从而分析初级电流波形的特点和优化设计方案。
反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路:
Mos管控制原边(左侧)电流的通断。
Mos管导通时:
电感充电(实则为建立磁通),副边二极管截止,无电流。
Mos管断开时:
由于电流不同突变(实际上是磁通不能突变),于是在副边形成感应电流,二极管导通。
原边反射电压:
副边有电流流通时,会在原边感应出一个电压(下+上-),叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压:
由于漏电感的存在,该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边,因此mos管断开时,会产生很大的电压来维持电流,从而达到维持磁通的目的。
振荡波形:
Mos管关断时尾部有振荡,是由于开关电流工作在断续模式时,能量释放完全后,原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容(Mos管输入电容),发生谐振。
实测波形如下:
(黄色为mos驱动,绿色为mos管的VDS,粉色是原边线圈的电流)。
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
![反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局](https://img.taocdn.com/s3/m/47bf7d725b8102d276a20029bd64783e08127d4b.png)
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
一、反激式开关电源设计波形分析
1.开关信号波形:
反激式开关电源的主要工作是利用开关控制器的输出,控制MOSFET 的开启和关闭,从而实现交流波的改变。
MOSFET的开启和关闭状态,只受开关控制器输出信号的影响。
因此,开关控制器输出的波形是反激开关电源设计的重要参数。
一般情况下,开关控制器输出的波形有脉冲宽度调制波形(PWM)和恒定周期调制波形(FPWM)两种。
PWM波形由正弦波组成,经过两个对称的截止点,形成周期性正方形波,控制MOSFET的端极变化产生脉冲宽度调制波形,以控制交流波形。
而FPWM波形,在它的正弦波上增加了一个脉冲,形成了一个在宽度上恒定的正弦波,控制MOSFET的端极变化产生恒定周期调制波形,来控制交流波形。
2.交流波形:
当MOSFET开启和关闭时,变压器的交流波形会随之发生变化,其形式可以用下式表示:
Vac(t)=Vm*sin(ωt+θm)
其中Vm为交流波形的最大电压,ω为开关控制器输出信号的频率,θm为交流相位角。
反激式开关电源设计波形分析、应力计算、回路布局
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反激式开关电源设计
原理分析、波形分析、应力计算、回路布局
Flyback 变换器模态分析
ON:开关管导通,变压器原边充电,二极管关断,负载由输出滤波电容供电。
OFF:开关管关断,二极管导通,变压器储存能量通过二极管向负载侧传送。
基本输入输出关系:
理想情况下开关波形
Flyback 变换器关键波形分析
DCM工作模式下MOS DS电压波形分析
CCM工作模式下MOS DS电压波形分析
开关管上电流尖峰的波形分析
开关管上电流尖峰的波形分析(一)
开关管关断后,变压器副边为输出电压Vo钳位,此时寄生电容Cp 两端的电压为nVo,方向是上负下正;当开关管导通时,Cp电容放电,此时Cp与线路寄生电感及输入电压构成谐振回路,从而形成该尖峰电流(谐振电流)。
开关管上电流尖峰的波形分析(二)
开关管上电流尖峰的波形分析(三)RCD无源吸收电路的设计
开关器件的应力分析
主开关管S1电压应力:
整流二极管D1电压应力:
Flyback噪音回路及布板要求
常见的反激式(Flyback)变换器拓扑
反激是变换器中的噪声
单点接地,避免回路间耦合
利用高频电容,减少回路面积
通过布线,进一步减少高频噪声
通过布线,进一步减少接地阻抗。
反激开关电源的工作原理
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反激开关电源的工作原理
反激开关电源是一种常见的电源转换器,用于将直流电转换为高频交流电,并经过变压器变换输出所需要的电压。
该电源的工作原理如下:
1. 输入电压通过整流电路转换为直流电压,供给电容器充电。
2. 当电容器充满电后,触发器工作,通过控制开关管切换开关管的导通方式,使得输出变为高频交流电。
3. 高频交流电通过变压器进行变压处理。
变压器的一侧连接输出负载,另一侧与开关管相连。
4. 在开关管导通的一段时间内,变压器储存一部分能量,并将其传递到输出负载,从而实现电压变换。
5. 在开关管截止的另一段时间内,变压器中的储能被释放到输出负载,输出电压维持稳定。
6. 通过控制开关管的导通时间与截止时间的比例,可以调整输出电压的大小。
7. 反激开关电源中还设置有保护电路,当输入电压发生异常或者输出负载出现问题时,可以及时切断电源,防止损坏电子元件。
总的来说,反激开关电源通过控制开关管的导通和截止来实现直流电压到高频交流电的转换,再经过变压器变换输出所需电压。
其工作原理主要依赖于开关管和变压器的协同工作,通过周期性切换开关管状态来实现能量的转换和传递。
反激式变压器开关电源工作原理
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反激式变压器开关电源工作原理
反激式变压器开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,其工作原理
是通过快速开关管(MOSFET或IGBT)周期性地开关电源输入侧的电压,
使得变压器的磁场产生周期性的变化,从而形成高频交流电,经过输出整
流滤波后得到所需的直流输出电压。
下面是反激式变压器开关电源的详细工作原理介绍:
1.输入侧电压整流:输入电源的交流电压经过整流电路,转换为半波
或全波的脉冲电流,较低的电压通过滤波电容进行滤波,变为直流电压。
2.输入电感存储能量:变压器的输入侧有一个电感,当开关管导通时,电感存储电能,当开关管截止时,电感释放储能,产生电压波动,使得输
入侧电流减小。
3.开关管驱动:控制电路通过控制开关管的导通与截止,来实现周期
性地开关输入侧电压。
控制电路检测到输出电压低于设定值时,控制开关
管导通,电感储能;当输出电压高于设定值时,控制开关管截止,电感释
放能量。
4.变压器传递能量:当开关管导通时,电感储能产生的磁场将能量传
递到变压器绕组中;当开关管截止时,电感的储能释放,磁场消失,变压
器的绕组感应出变化的磁通,产生高频交流电。
5.输出整流滤波:变压器传递出的高频交流电经过输出端的整流电路,将交流电转换为直流电,然后经过滤波电容进行滤波,去除残余的脉动,
得到平滑的直流输出电压。
6.控制反馈:控制电路会不断检测输出电压并与设定值进行比较,根据比较结果控制开关管的导通与截止,使得输出电压保持在设定范围内。
反激式开关电源原理
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反激式开关电源原理概述反激式开关电源是一种常见的电源拓扑结构,广泛应用于电子设备中。
它具有高效率、体积小、重量轻、成本低等优势,因此得到了广泛的应用。
本文将介绍反激式开关电源的原理、工作方式及其特点。
一、原理反激式开关电源是一种开关电源的拓扑结构,其基本原理是通过开关管的开关动作,将输入电源的直流电压通过互感器进行转换和隔离,输出所需的稳定直流电压。
反激式开关电源的基本组成部分包括:输入滤波器、整流电路、滤波电容、变压器、开关管、控制电路以及输出滤波电路。
二、工作方式反激式开关电源的工作过程主要分为两个阶段:导通状态和关断状态。
1. 导通状态:在导通状态下,开关管导通,输入电源的直流电压通过整流电路和滤波电容提供给变压器的一次侧。
此时,互感器储存能量,并将其传递到二次侧。
同时,输出滤波电容也开始储存能量,并提供给负载。
2. 关断状态:当开关管关断时,互感器上的电流被强迫改变方向,从而使能量通过二次侧传递到输出滤波电容和负载。
同时,通过控制电路控制开关管的开关频率和占空比,以实现所需的输出电压稳定。
三、特点反激式开关电源具有以下特点:1. 高效率:由于开关管以高频率开关,减少了传统线性稳压电源中虚耗的能量,使得反激式开关电源的效率较高。
2. 小体积、轻重量:相对于传统线性稳压电源来说,反激式开关电源的体积更小、重量更轻,适用于一些对体积和重量要求较高的应用场景。
3. 输出电压稳定性高:通过控制电路调整开关管的开关频率和占空比,可以实现输出电压的稳定性,满足不同负载的要求。
4. 安全可靠:反激式开关电源采用了隔离变压器结构,可以有效地隔离输入和输出,提高了电源的安全性和可靠性。
5. 成本低:反激式开关电源的制造成本相对较低,适用于大规模生产。
四、应用领域反激式开关电源广泛应用于各种电子设备中,包括计算机、通信设备、工业控制设备、医疗设备及家用电器等。
结论反激式开关电源是一种高效、小体积、轻重量、成本低的电源拓扑结构。
反激式开关电源工作原理
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反激式开关电源工作原理
反激式开关电源是一种常见的电源设计,其工作原理如下:
1. 输入电压:将交流电源输入到变压器的主线圈中。
主线圈的绕组根据需要选择适当的变比,以实现输入电压的转换和隔离。
2. 桥式整流:在主线圈的输出端连接一个桥式整流电路,将交流信号转换成直流信号。
桥式整流电路通常由四个二极管组成,通过改变二极管的导通方式,将正负半周的交流信号转换为正向的直流信号。
3. 滤波电容:为了进一步减小直流信号中的纹波成分,通常在桥式整流电路后面添加一个滤波电容。
滤波电容会充当一个能量储存器,在充电过程中吸收纹波成分,在电容放电过程中输出平稳的直流信号。
4. 开关管:在滤波电容充电期间,控制开关管的导通和截止状态,以避免电压过高和电流过大。
通常使用开关管,如MOSFET、BJT等。
当开关管导通时,它会允许电源输出电流,而当开关管截止时,它会切断电源输出。
5. 控制电路:使用控制电路来控制开关管的开关时间和频率。
控制电路通常会监测输出电压,并根据需要调整开关管的状态,以保持输出电压稳定。
通过上述步骤,反激式开关电源可以实现将输入电压转换为稳定的输出电压,具有高效率、小体积和广泛的应用范围。
反激式开关电源原理
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反激式开关电源原理当输入电源通电时,输入滤波电路主要起到对输入电源信号进行滤波和平滑作用,防止干扰信号进入整个电路系统。
然后,经过整流桥将交流电转化为直流电。
接下来,该直流电经过功率开关管进行调制控制,这个过程就是控制电路的工作。
在变压器承担着功率传输和变压变换的任务。
它主要分为两个部分:升压器和降压器。
在开关管闭合的情况下,输入电流经过升压器,相应电压也增加,而各个部分的电感储能增加,当开关管打开时,通过变压器的二次侧输出电压由于电感储能的耦合作用而提高。
然后,经过输出整流电路,将变压器输出的交流信号转变为直流电。
最后,经过滤波电路对其进行平滑处理,去除残余脉动,使输出得到稳定的直流电源信号。
反激式开关电源的工作过程如下:开关管处于导通状态时,输入电压通过变压器升压转换为高压交流信号。
当开关管关闭时,变压器的二次侧有电感存储并释放能量,输出电压降低,并将能量传递到负载上。
通过对开关管的调制控制,可以实现对输出电压的稳定调控。
在反激式开关电源中,控制电路起着关键的作用,它根据反馈信号来控制开关管的导通和关闭状态,以实现对输出电压的稳定控制。
控制电路中通常包括反馈电路和比较器。
反馈电路用于检测输出电压并将其与参考电压进行比较,从而生成控制信号。
比较器根据控制信号来控制开关管的导通和关闭。
总结来说,反激式开关电源通过控制开关管的导通和关闭,将输入电源转换为合适的电压输出给负载,从而实现对输出电压的稳定调控。
它的原理主要是基于变压器的能量传输和变换,以及控制电路的控制信号来实现对开关管的调控。
该电源结构具有高效率、高功率密度和小体积等优点,被广泛应用于各个领域。
反激式开关电源工作原理
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反激式开关电源工作原理反激式开关电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS)是指利用开关导通和反激耦合发挥效果的电源。
主要组成部件有金属氧化物半导体开关功率晶体管(MOSFET),反激变压器、铁心变压器、元件电容等,临界换流变压器的核心在于MOSFET的开关功率管,它的本质是一个继电器,即磁性调压变压器和开关放大器的内部集成产物。
反激式开关电源的工作原理是:变压器的终端依靠MOSFET的开关功率管以脉冲宽度调制的方式进行以比经变压器不管它工作的频率转换,以进行检测变压器的输出电压,综合电路将信号反馈输入MOSFET,形成闭环控制。
MOSFET的开关功率管控制器经过控制,使原有拓扑结构变为变压器输出电压要求的额定输出电压值。
开关导通由MOSFET放大器控制,即PWM模块。
它调节MOSFET的开通频率和占空比,使其能按需要的频率、效率和相应的电压输出,电流以金属氧化物半导体开关功率晶体管的开启和关闭来实现,将输入高频调制脉冲输出到变压器的一转绕组,此处的传感依赖与金属氧化物半导体管,微处理器监测变压器的二转绕组的质量,当质量达到设定的电压值时,信号告诉PWM模块关闭MOSFET,以调节输出电压,既起到调节和控制变压器的输出电压作用。
反激开关电源上配有反激变压器,其终端可由MOSFET的开关导通而输出脉冲变化的PWM脉冲,使反激变压器的过热和短路保护功能得以激活,从而保证反激、铁心变压器更加安全可靠地工作。
反激开关电源上配有铁心变压器,其功能是在变压器漏感、双极管和滤波电容之间形成一个特殊的电路,以稳定变压器输出纹波,使输出电压得到优化,补偿电容部件能够补偿发生在反激变压器和铁心变压器之间的变化。
另外,随着SMPS在电源的应用的不断深入,电源的效率、稳定性和可靠性也大大提高。
由于反激开关电源的几个优势在技术性、成本性和简便性等方面,反激开关电源越来越受到重视,在电源领域得到更广泛的应用。
反激开关电源的工作原理
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反激开关电源的工作原理
1.输入滤波:
2.整流:
滤波后的电源输入电压为直流电,在反激开关电源中通常采用整流桥
将交流电转换为单向直流电。
整流桥由四个二极管组成,通过控制二极管
的导通状态来实现电源输入电压的单向整流。
3.变换:
整流后得到的直流电输入到变压器中,反激开关电源通过变压器将输
入电压变换成合适的交流电压,这个交流电压的大小将决定输出电压的大小。
变压器通常使用磁性材料绕制,并包括输入绕组和输出绕组。
反激开
关电源可以根据需要使用升压变压器或降压变压器。
4.开关控制:
5.输出滤波:
控制开关管的开关频率,会在变压器中产生高频振荡,通过输出滤波
电路,将高频噪声滤除,得到稳定的输出电压。
输出滤波电路通常由电感
和电容组成。
6.反馈控制:
为了确保输出电压的稳定性,反激开关电源通常会用一个反馈回路来
监测输出电压并调节开关管的导通和截止状态。
反馈回路通常包括比较器、控制电路和变压器辅助回路等,通过反馈回路控制开关管的导通时间和截
止时间,以调节输出电压的稳定性。
综上所述,反激开关电源的工作原理主要包括输入滤波、整流、变换、开关控制、输出滤波和反馈控制等几个关键环节。
通过这些环节的有机组合,可以实现高效率、稳定输出的电源设计,广泛应用于各种电子设备中。
反激开关电源主电路工作原理
![反激开关电源主电路工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/9740ee53a31614791711cc7931b765ce05087a91.png)
反激开关电源主电路工作原理1.输入电阻:反激开关电源的输入电阻常用来过滤电源的电流波动,保证电源输入电流的平稳。
2.整流电路:反激开关电源通常采用整流电路将交流电源转换为直流电源。
整流电路常采用二极管桥整流电路,将交流电源通过二极管桥进行整流,将波形从交流变为了半波或者全波直流。
3.开关管:开关管是反激开关电源的核心组件。
它控制着电流的导通和截断,使得输出电压能够稳定地进行调节。
开关管一般分为N沟和P沟两种类型。
其中,N沟开关管常用于负载电流比较大的情况,而P沟开关管常用于负载电流较小的情况。
4.变压器:变压器主要用于隔离输入和输出电路,同时也能够通过变换线圈的匝数来调整输出电压。
反激开关电源通常使用小型变压器,其主要功能是将输入的直流电压转换为高频交流电压,并通过辅助电路来实现输出电压的稳压控制。
5.输出整流电路:输出整流电路主要通过二极管或者整流器件将变压器输出的交流电压转换为直流电压。
输出整流电路是为了满足负载部分的电源需求。
6.滤波电路:滤波电路主要用于去除输出电流中的高频噪声,使得输出电流更加平稳。
滤波电路一般由电容器和电感器组成。
在开关时间阶段,开关管导通,输入电源提供功率给变压器的输入侧。
输入电源为变压器充电,并储存电能。
变压器的线圈产生一个磁场,导致输出电压的生成。
直流电压被上升到电容器的电压水平,同时输出电压也被提供给负载。
在关断时间阶段,开关管截断,变压器中的磁场崩溃。
变压器输出的电压变化时,电容器继续向负载提供电能,直到其电压下降到一定程度。
相同的操作在下一个周期中重复,从而提供稳定的输出电压。
反激开关电源主电路的工作原理可以通过控制开关管的导通和截断时间来实现对输出电压的调节和稳定。
通过改变导通和截断时间的比例,可以调整输出电压的大小。
反激开关电源还可以通过反馈回路来监测和调整输出电压,以确保其稳定性。
反激式变压器开关电源工作原理
![反激式变压器开关电源工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/c933c78c02d276a200292e08.png)
反激式变压器开关电源工作原理所谓反激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时,变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出,而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出,这种变压器开关电源称为反激式开关电源。
图1-19-a是反激式变压器开关电源的简单工作原理图,图1-19-a中,Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是控制开关,C是储能滤波电容,R是负载电阻。
图1-19-b是反激式变压器开关电源的电压输出波形。
把图1-19-a与图1-16-a进行比较,如果我们把图1-16-a中开关变压器次级线圈的同名端对调一下,原来变压器输出电压的正、负极性就会完全颠倒过来,图1-19-b所示的电压输出波形基本上就是从图1-16-b的波形颠倒过来的。
不过,因为图1-16-b的波形对应的是纯电阻负载,而图1-19-b的负载是一个储能滤波电容和一个电阻并联。
由于储能滤波电容的容量很大,其两端电压基本不变,变压器次级线圈输出电压uo相当于被整流二极管和输出电压Uo进行限幅,因此,图1-16-b中输出电压uo的脉冲尖峰完全被削除,被限幅后的剩余电压幅值正好等于输出电压Uo的最大值Up,同时也等于变压器次级线圈输出电压uo的半波平均值Upa。
下面我们来详细分析反激式变压器开关电源的工作过程(参考图1-20)。
图1-19-a中,在控制开关K接通的Ton期间,输入电源Ui对变压器初级线圈N1绕组加电,初级线圈N1绕组有电流i1流过,在N1两端产生自感电动势的同时,在变压器次级线圈N2绕组的两端也同时产生感应电动势,但由于整流二极管的作用,没有产生回路电流。
相当于变压器次级线圈开路,变压器次级线圈相当于一个电感。
因此,流过变压器初级线圈N1绕组的电流就是变压器的励磁电流,变压器初级线圈N1绕组两端产生自感电动势可由下式表示:或上式中,e1为变压器初级线圈N1绕组产生的自感电动势,L1是变压器初级线圈N1绕组的电感,N1为变压器初级线圈N1绕组线圈绕组的匝数,为变压器铁心中的磁通。
反激式开关电源工作原理及波形分析
![反激式开关电源工作原理及波形分析](https://img.taocdn.com/s3/m/fe312eac0242a8956bece474.png)
反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路:
Mos管控制原边(左侧)电流的通断。
Mos管导通时:
电感充电(实则为建立磁通),副边二极管截止,无电流。
Mos管断开时:
由于电流不同突变(实际上是磁通不能突变),于是在副边形成感应电流,二极管导通。
原边反射电压:
副边有电流流通时,会在原边感应出一个电压(下+上-),叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压:
由于漏电感的存在,该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边,因此mos管断开时,会产生很大的电压来维持电流,从而达到维持磁通的目的。
振荡波形:
Mos管关断时尾部有振荡,是由于开关电流工作在断续模式时,能量释放完全后,原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容(Mos管输入电容),发生谐振。
实测波形如下:
(黄色为mos驱动,绿色为mos管的VDS,粉色是原边线圈的电流)。
反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作原理及波形分析
1.正半周期:当输入电源正半周电压大于输出电压时,开关管导通,此时电流从输入电源通过开关管,经过输出电感滤波电路,最终输出给负载。
2.负半周期:当输入电源负半周电压大于输出电压时,开关管关断,此时开关管两端的电感储能。
在每个周期的正半周期和负半周期之间,开关管的导通和关断交替进行,实现了输入到输出的电压变换。
1.输入电压波形:输入电压通常为交流电源,波形为正弦波。
在正半周,当开关管导通时,输入电压通过开关管正向通流。
在负半周,当开关管关断时,输入电压不能通过开关管。
2.开关电流波形:反激式开关电源的开关管导通时,开关电流呈现方波形式,开关管关断时,开关电流为零。
由于开关电流的突变,会引起较大的干扰和损耗,因此需要设计合适的控制电路来控制开关管的导通和关断。
3.输出电压波形:输出电压可以通过输出电感滤波电路平滑得到。
输出电压在开关管导通时,随着负载的需求,可以稳定输出。
输出电压在开关管关断时,输出电容滤波电路会维持输出电压的稳定。
4.输出电流波形:输出电流波形与负载的需求有关。
在电源供电正常的情况下,输出电流总是保持稳定。
通过对反激式开关电源的工作原理及波形分析,可以了解到其有效地实现了输入到输出的电压变换。
通过合适的控制电路设计,可以实现开关
管的精确控制,从而提高电源的效率和稳定性。
相比传统的线性电源,反激式开关电源具有体积小、效率高等优点,在实际应用中有着广泛的应用前景。
反激开关电源原理详解
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反激开关电源原理详解
反激开关电源是一种常见的电源供电方式,它主要由开关管、变压器、整流滤波电路、电压反馈电路和控制电路等部分组成。
其基本工作原理如下:
1. 工作周期开始时,开关管通态:当输入电压施加到开关管上时,开关管处于导通状态,电流通过变压器的一侧绕组,产生磁场,同时能量储存在磁场中。
2. 断开开关管:当开关管导通时间达到一定时间后,通过控制电路切断开关管的导通,使开关管进入关断状态。
3. 能量传递:当开关管关断后,存储在磁场中的能量会以电感的形式向输出电路传递。
由于电感具有阻抗特性,能量会以电感的方向逆向流动。
4. 反馈电路:在输出电路上设置反馈电路,反馈电路会监测输出电压,一旦输出电压低于设定值,反馈信号会通过控制电路控制开关管恢复导通。
5. 周期重复:以上步骤会周期性重复,使得输出电流和电压保持稳定。
反激开关电源工作原理的关键在于控制开关管的导通和关断。
通过控制电路对开关管进行控制,可以根据输出电压的变化来调整开关管的导通时间和关断时间,从而调节输出电压的稳定性和精确度。
总结起来,反激开关电源通过变压器和开关管的周期性工作,将输入电源转换成稳定的输出电压。
其优点是具有高效率、体积小、重量轻以及输出电压稳定等特点,广泛应用于电子产品和电力系统中。
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反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路:
Mos管控制原边(左侧)电流的通断。
Mos管导通时:
电感充电(实则为建立磁通),副边二极管截止,无电流。
Mos管断开时:
由于电流不同突变(实际上是磁通不能突变),于是在副边形成感应电流,二极管导通。
原边反射电压:
副边有电流流通时,会在原边感应出一个电压(下+上-),叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压:
由于漏电感的存在,该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边,因此mos管断开时,会产生很大的电压来维持电流,从而达到维持磁通的目的。
振荡波形:
Mos管关断时尾部有振荡,是由于开关电流工作在断续模式时,能量释放完全后,原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容(Mos 管输入电容),发生谐振。
实测波形如下:
(黄色为mos驱动,绿色为mos管的VDS,粉色是原边线圈的电流)。