反激开关电源主电路工作原理
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。
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
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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)。
详解反激式开关电源的工作原理,通俗易懂一看就会
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。
反激式开关电源工作原理及波形分析
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)。
反激开关电源的工作原理
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。
反激开关电源主电路工作原理
反激开关电源一.定义:直流电压正好激励变压器的初级线圈时,变压器的次级线圈并没有向负载提供输出功率,而是仅在关断变压器初级线圈的激励电压后,才对负载提供输出功率。
二.反激开关电源的主电路开关管导通时,反激开关电源将电能转化为磁能,存储在变压器中; 开关管关断时,发激开关电源再将存储的磁能转化为电能传送给负载。
电路特点:1. 结构简单,效率高,体积小,造价低2. 输出纹波电压比较大3. 输出功率一般在150W 一下,经常作为辅助电源应用在控制系统中4. 适合多输出小功率场合三.反激开关电源原理分析CCM 模式1. 开关管T 导通电源电压in V 加在变压器的初级绕组1N 上,在次级绕组2N 上产生感应电压221N in N u V N =-,初级绕组电流线性增加,in P P V di dt L =,电流P i 最大值max min in P P P V I I DT L --=+,变压器铁心被磁化,磁通线性增加,()1in VDT N +∆Φ=。
2. 开关管T 关断初级绕组开路,次级绕组工作,次级绕组电压2N o u V =,次级绕组电流线性下降,S o Sdi V dt L =,电流S i 最小值min m (1)o S S ax S VI I D T L --=--,变压器铁心去磁,磁通线性减小,()2(1)oV D T N -∆Φ=-。
3. 基本关系:()()+-∆Φ=∆Φ⇒211(1)(1)o in V N D D V N D n D =∙=∙--,其中12N n N = 开关管T 电压应力:121in T in o V N V V V N D=+=- 二极管D 的电压应力:21o D o in V N V V V N D=+= 此时,负载电流o I 等于二极管电流的平均值,即min m 1()(1)2o S S ax I I I D --=+- 由变压器工作原理1min 2min 1max 2m P S P S axN I N I N I N I ----==可得 2max 1112in P o PV N I I DT N D L -=+-11m max 22112in S ax P o PV N N I I I DT N D N L --==+- 临界模式此时有min 0P I -=且min 0S I -=,则有下列式子成立: 初级绕组最大电流:max inP PV I DT L -=次级绕组最大电流:1max 2inS PV N I DT N L -=负载电流:m 1(1)2o S ax I I D -=-临界连续状态下负载电流:12(1)2inoG o PV N I I D D TN L ==- 当D=0.5时,oG I 取得最大值,1-max 28inoG P V N I N L f=则有-max 4(1)oG oG I I D D =-,此为电感电流临界连续的边界。
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
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
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
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。
反激式开关电源工作原理
反激式开关电源工作原理
反激式开关电源工作原理是通过开关管和变压器的协同工作,将输入直流电压转换成需要的输出交流电压。
反激式开关电源由输入滤波电路、整流电路、开关管、变压器、输出整流滤波电路和反馈控制电路组成。
其工作原理如下:
1. 输入滤波电路:将输入的交流电压通过电感和电容的组合滤波,得到较为平稳的直流电压。
2. 整流电路:将输入滤波后的直流电压经过整流桥整流,使其变为单向的直流电压。
3. 开关管:开关管的作用是将经过整流的直流电压转换为高频脉冲信号。
开关管通与断的变化通过调节占空比来控制输出电压的大小,实现电压调节。
4. 变压器:开关管输出的高频脉冲信号经过变压器进行变压变换,转换为需要的输出交流电压。
5. 输出整流滤波电路:将变压器输出的交流电压进行整流和滤波,得到平滑的直流输出电压。
6. 反馈控制电路:通过对输出电压进行采样,并与参考电压进行比较,产生控制信号。
控制信号经过反馈电路调节开关管的占空比,以达到稳定输出电压的目的。
通过上述工作原理,反激式开关电源能够高效地将输入直流电压转换为需要的输出交流电压,并且具有体积小、效率高、稳定性好等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
反激式开关电源工作原理
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
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供应方式,广泛应用于各种电子设备中。
它的工作原理是通过将输入电压通过变压器变换为高频脉冲信号,然后经过整流、滤波和反激开关等步骤,最终得到所需的直流电源输出。
输入电压经过变压器的变换,转变为适合于反激开关电源工作的中间电压。
这个中间电压通常比输入电压高得多,以满足后续电路的需求。
变压器的工作原理是利用电磁感应的原理,通过磁场的变化来实现电压的转换。
接下来,中间电压经过整流电路进行整流。
整流电路的作用是将交流电转换为直流电。
常见的整流电路有单相整流桥和三相整流桥。
它们通过将电流的方向进行改变,使得输出的电流为单向的。
整流后得到的电流仍然存在一定的纹波,需要通过滤波电路进行进一步的处理。
滤波电路主要由电容器组成,其作用是平滑输出电压,减小纹波的幅度。
电容器具有存储电荷的特性,可以在电压下降时释放储存的能量,从而使输出电压保持相对稳定。
在滤波后,电压信号进入反激开关电路。
反激开关电路是整个电源中最关键的部分,它通过控制开关管的开关状态来实现输入电压的变换和输出电压的稳定。
当开关管处于导通状态时,输入电压通过变压器传递到输出端,此时电感储能;当开关管处于关断状态时,变压器的磁场崩溃,电感释放储能,产生高压脉冲。
这种产生高压脉冲的方式称为“反激”,因此称为反激开关电源。
为了保证电源的稳定性和安全性,反激开关电源还需要进行控制和保护。
控制部分通常由反馈电路和控制芯片组成,通过对输出电压进行采样和比较,控制开关管的导通时间,从而实现输出电压的调节和稳定。
保护部分主要包括过压保护、过流保护和短路保护等功能,以防止电源过载或故障时对设备和电路造成损坏。
总结起来,反激开关电源的工作原理是通过变压器变换电压、整流电路进行整流、滤波电路平滑输出电压,以及反激开关电路实现输入电压的转换和输出电压的稳定。
在实际应用中,根据具体需求,还可以加入控制和保护电路,以确保电源的稳定性和安全性。
反激开关电源的工作原理
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。
双管反激式开关电源电路原理
双管反激式开关电源电路原理引言:双管反激式开关电源电路是一种常用的电源电路,通过合理设计和控制,能够实现高效率、稳定输出的电源供应。
本文将介绍双管反激式开关电源电路的原理及其工作过程。
一、双管反激式开关电源电路概述双管反激式开关电源电路是一种采用反激式开关电源拓扑结构的电路。
它由输入电源、变压器、开关管、输出滤波电容等组成。
其中,开关管起到开关作用,通过控制开关管的导通和关断,实现能量的转换和稳定的输出。
二、双管反激式开关电源电路原理1. 输入电路:将输入电源接入电路中,一般通过整流电路将交流电转换为直流电。
直流电经过滤波电容后,进入后续的电源电路。
2. 变压器:双管反激式开关电源电路中的变压器是一个重要的元件。
它能够实现电压的变换和隔离,同时也是能量传递的关键部分。
变压器通过磁耦合作用,将输入电压转换为合适的电压供给开关管。
3. 开关管:在双管反激式开关电源电路中,开关管起到开关作用,控制能量的流动。
常用的开关管有MOSFET和IGBT等。
通过控制开关管的导通和关断,可以实现能量的转换和电源输出的稳定。
4. 控制电路:双管反激式开关电源电路中的控制电路起到控制开关管工作状态的作用。
控制电路一般由脉冲宽度调制(PWM)控制器、反馈电路等组成。
PWM控制器用于控制开关管的导通和关断时间,从而控制输出电压和电流的稳定性。
5. 输出滤波电容:为了减小输出电压的纹波和噪声,双管反激式开关电源电路中通常会添加输出滤波电容。
滤波电容能够平滑输出电压,提高电源的稳定性。
三、双管反激式开关电源电路工作过程1. 开关管导通状态:当PWM控制器输出高电平时,开关管导通,输入电源通过变压器传递能量给输出端,同时滤波电容会储存一定电量。
2. 开关管关断状态:当PWM控制器输出低电平时,开关管关断,此时变压器的磁场能量会释放,电流不再流向输出端,滤波电容会释放能量给输出端。
通过不断交替的导通和关断,双管反激式开关电源电路能够实现能量的转换和稳定输出。
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
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
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。
反激式开关电源原理
反激式开关电源原理反激式开关电源(flyback power supply)是一种常见的开关电源拓扑结构,广泛应用于电子产品、通信设备以及工业设备等领域。
它具有高效率、体积小、成本低等优点,在现代电子技术中应用非常广泛。
下面将详细介绍反激式开关电源的原理和工作过程。
1.开关管电路部分:开关管(MOSFET或BJT)作为主要开关元件,它的导通和截止通过控制电压或电流改变。
在正半周期内,开关管导通,输入电源向变压器的一端充电,同时能量储存到变压器的磁场中;在负半周期内,开关管截止,磁场能量被传递到输出电路中,从而实现电能的转换。
2.变压器电路部分:反激式开关电源中的变压器是一个关键组件,它负责将输入电源中的能量转换为输出电源所需的电压和电流。
变压器的一端连接开关管,另一端连接输出电路。
当开关管导通时,输入电源的能量通过变压器的互感作用储存到磁场中;当开关管截止时,储存在磁场中的能量通过互感作用传递到输出电路中。
变压器的变比决定了输入电源与输出电源之间的电压和电流转换关系。
3.输出电路部分:输出电路部分包括整流电路和滤波电路等。
在反激式开关电源中,输出电流的产生是通过变压器传递的磁场能量,经过整流后得到直流电压。
滤波电路则用于去除输出电路中的纹波,保证输出电压的稳定性。
1.开关管导通状态:当开关管导通时,输入电源的正电压通过变压器传递给输出电路,同时通过滤波电路获取直流电压。
开关管导通的时间很短,通常在几微秒到几毫秒之间。
2.开关管截止状态:当开关管截止时,变压器中储存的磁场能量开始传递到输出电路。
变压器中储存的磁场能量通过互感作用将电压和电流传递到输出电路中。
通过调整变压器的变比,可以实现输入电压向输出电压的降压或升压转换。
1.高效率:由于开关管的截止和导通可以精确地控制,反激式开关电源具有较高的转换效率。
一般情况下,其转换效率可以达到80%以上,甚至可以达到90%以上。
2.体积小:反激式开关电源采用了变压器来实现电能转换,无需使用大型的电容或电感器件,节省了空间。
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反激开关电源
一.定义:
直流电压正好激励变压器的初级线圈时,变压器的次级线圈并没有向负载提供输出功率,而是仅在关断变压器初级线圈的激励电压后,才对负载提供输出功率。
二.反激开关电源的主电路
开关管导通时,反激开关电源将电能转化为磁能,存储在变压器中;
开关管关断时,发激开关电源再将存储的磁能转化为电能传送给负载。
电路特点:
1.结构简单,效率高,体积小,造价低
2.输出纹波电压比较大
3.输出功率一般在150W一下,经常作为辅助电源应用在控制系
统中
4.适合多输出小功率场合
三.反激开关电源原理分析
CCM模式
1.开关管T导通
电源电压
in
V加在变压器的初级绕组1N上,在次级绕组2N
上产生感应电压
2
2
1
N in
N
u V
N
=-,初级绕组电流线性增加,in
P
P
V
di
dt L
=,
电流
P
i最大值max min in
P P
P
V
I I DT
L
--
=+,变压器铁心被磁化,磁通线
性增加,
()
1
in
V
DT
N
+
∆Φ=。
2.开关管T关断
初级绕组开路,次级绕组工作,次级绕组电压
2
N o
u V
=,次级绕
组电流线性下降,
S o
S
di V dt L =,电流S i 最小值
min m (1)o
S S ax S
V I I D T L --=-
-,变压器铁心去磁,磁通线性减小,()2
(1)o
V D T N -∆Φ=
-。
3.
基本关系:
()()+-∆Φ=∆Φ⇒211(1)(1)o in V N D D V N D n D =•=•--,其中12
N n N = 开关管T 电压应力:1
21in T in o V N V V V N D =+
=- 二极管D 的电压应力:2
1o D o in V N V V V N D
=+
= 此时,负载电流o I 等于二极管电流的平均值,即
min m 1
()(1)2
o S S ax I I I D --=+-
由变压器工作原理
1min 2min 1max 2m P S P S ax
N I N I N I N I ----==
可得 2max 11
12in P o P
V N I I DT N D L -=
+-
11m max 22112in S ax P o P
V N N I I I DT N D N L --=
=+- 临界模式
此时有min 0P I -=且min 0S I -=,则有下列式子成立:
初级绕组最大电流:max in
P P
V I DT L -=
次级绕组最大电流:1max 2in
S P
V N I DT N L -=
负载电流:m 1(1)2
o S ax I I D -=-
临界连续状态下负载电流:12(1)2in
oG o P
V N I I D D T
N L ==
-
当D=时,
oG I 取得最大值,1-max 28in
oG P V N I N L f
=
则有-max 4(1)oG oG I I D D =-,此为电感电流临界连续的边界。
DCM 模式
电流断续时,设D T ∆•是S I 续流的相对时间,根据磁通量的增加量和减少量相等()()+-∆Φ=∆Φ,可得12
in o V V
DT DT N N =∆,所以21in
o
N V D D N V ∆=
因为max o S S V I DT L -=
∆,m 1
2
o S ax I I D -=∆ 可得输出电压的表达式:22
2in o P o
V D
V L fI =
四.CCM 模式和DCM 模式的分析和比较 1. CCM 模式
开关管导通时,考虑开关管的压降为1V ,则初级绕组的电压为1in V -; 开关管关断时,考虑二极管的正向压降1V ,则次级绕组的电压为
1o V +。
由伏秒法则可知,1
2
(1)(1)
in
on o off N V t V t N -=+,且有on off t t T +=,可得21(1)
11on
in o on
t V N T V t N T -=
--。
功率与输入电流、输出电流的关系:(1)off on
o o csr
o csr t t P V I V I T
T
==-
,其中,csr I 表示次级电流下降斜坡的中间值,(1)
o csr on o P I t V T
=
-。
设定反激开
关电源的效率是80%,则有0.8o in P P =,所以 1.25on
in o in cpr t P P V I T
==,则初级电流的上升斜坡的中间值 1.25o
cpr on in
P I t V T
=。
2. DCM 模式
匝数比:
121
ms in
o V V N N V -=+,ms V 表示开关管可承受的最大关断电压。
CCM 模式 on off t t T += DCM 模式 0.8on off t t T
+=
DCM下次级峰值电流是CCM下的2-3倍,次级平均电流为直流负载电流。
DCM模式次级峰值电流大,在开关管关断瞬间长生较大的峰值电压,需要较大的LC滤波器;关断瞬间,峰值电流会产生严重的射频干扰(RFI)问题。
DCM模式下次级电流的有效值为CCM下的两倍左右,DCM下要求比较大的导线尺寸和耐高纹波的输出滤波电容;整流二极管的温升高。
DCM下的初级电流峰值是CCM下的两倍左右,DCM下需要需要更大电流的开关管,初级电流也会产生严重的RFI问题。