自激式开关稳压电源工作原理

合集下载

常见几种开关电源工作原理及电路图

常见几种开关电源工作原理及电路图

常见几种开关电源工作原理及电路图图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。

这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。

控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。

2.单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。

电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。

所谓的反激,是指当开关管VT1 导通时,高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。

当开关管VT1截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1 整流和电容C滤波后向负载输出。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20-100W,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。

唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。

单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在20-200kHz之间。

3.单端正激式开关电源单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。

这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。

当开关管VT1导通时,VD2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时,电感L通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2,它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。

为满足磁芯复位条件,即磁通建立和复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。

由于这种电路在开关管VT1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50-200 W的功率。

200w开关稳压电源设计原理

200w开关稳压电源设计原理

200w开关稳压电源设计原理
200瓦开关稳压电源是一种常见的电源设计,它可以将输入电压转换为稳定的输出电压,适用于各种电子设备和电路。

下面我将从多个角度来解释这种电源的设计原理。

首先,开关稳压电源的设计原理涉及到几个关键部分,输入滤波电路、整流电路、滤波电容、开关变换电路、控制电路和输出稳压电路。

输入滤波电路用于滤除输入电源中的高频噪声和干扰,通常采用电感和电容组成的滤波网络来实现。

整流电路将交流输入电压转换为脉冲电压,常见的整流电路有单相桥式整流电路或全波整流电路。

接下来是开关变换电路,它使用开关管(如MOSFET)来控制输入电压的开关,通过周期性地切换开关管的导通和关断状态,将输入电压转换为脉冲电压。

这种脉冲电压经过滤波电容后得到平稳的直流电压。

控制电路则用来控制开关管的导通和关断,以保持输出电压的
稳定。

常见的控制方式包括脉宽调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM),通过调节开关管的导通时间和频率来实现输出电压的稳定
控制。

最后是输出稳压电路,它通常由稳压管、反馈电路和输出滤波
电路组成,用于提供稳定的输出电压并滤除残余的高频噪声。

稳压
管通过反馈电路监测输出电压并调节开关管的工作状态,以保持输
出电压的稳定。

总的来说,开关稳压电源的设计原理涉及到输入滤波、整流、
开关变换、控制和输出稳压等多个环节,通过这些环节的协同工作,可以实现将输入电压转换为稳定的输出电压。

这种设计原理在实际
应用中被广泛采用,能够为各种电子设备提供稳定可靠的电源供应。

稳压电源工作原理

稳压电源工作原理

稳压电源工作原理稳压电源是一种能够提供稳定电压输出的电子设备,它在电子设备中起着至关重要的作用。

在许多电子设备中,如计算机、手机、电视等,稳压电源都是必不可少的部分。

稳压电源的工作原理是通过一系列电子元件和电路来确保输出电压稳定在设定的数值范围内,以满足电子设备对稳定电压的需求。

稳压电源的工作原理可以分为线性稳压和开关稳压两种类型。

线性稳压电源是通过调节电源输入端和输出端之间的电压差来实现稳压的。

其基本原理是利用稳压器件(如晶体管、二极管等)来消耗多余的电压,从而使输出电压保持在稳定的水平。

当输入电压发生波动时,稳压器件会自动调整以保持输出电压不变。

线性稳压电源的优点是输出电压稳定性高,但效率较低,适用于对输出电流要求不高的场合。

开关稳压电源则是通过开关管来控制输入电压的占空比,从而实现稳压。

其基本原理是将输入电压转换成高频脉冲信号,经过滤波和调节后形成稳定的输出电压。

开关稳压电源的优点是效率高,适用于对输出电流要求较高的场合。

但其缺点是输出电压稳定性不如线性稳压电源。

无论是线性稳压还是开关稳压,稳压电源的核心部分都是稳压器件和控制电路。

稳压器件是用来消耗多余电压或者控制输入电压的占空比,以保持输出电压稳定。

控制电路则是用来监测输出电压,并根据需要调节稳压器件的工作状态,以使输出电压保持在设定的范围内。

这些稳压器件和控制电路通常由集成电路来实现,以确保稳压电源的稳定性和可靠性。

除了稳压器件和控制电路,稳压电源还包括输入滤波电路、输出滤波电路和保护电路等部分。

输入滤波电路用来滤除输入电压中的杂波和干扰,以保证稳压器件和控制电路的正常工作。

输出滤波电路则用来滤除输出电压中的纹波和杂波,以确保输出电压的稳定性和纯净度。

保护电路则用来保护稳压电源和被供电设备不受过压、过流、短路等异常情况的影响,以确保稳压电源的安全可靠。

总的来说,稳压电源的工作原理是通过稳压器件和控制电路来确保输出电压稳定在设定的范围内,以满足电子设备对稳定电压的需求。

开关式稳压电路

开关式稳压电路

第七章 *输出电压Uo的确定 输出电压为:
Uo(1R7) 5.( 1 V) R8
分析时,注意的是R8上端接的是11脚,然后看原理 图,分析这是的压降。
第七章
7.5.3并联开关电源
一.基本构成
并联开关电源换能电路如图7.21, 储能电感,负载和输入电压是并联 的VT。饱和导通时,UI给电感L储能,同 时L自感电动势使VD截止。VT截止时, L自感使自感电动势极性立即改变, VD导通,L通过VD释放能量向C2充 电,并同时向负载供电。当VT再次饱 和导通时,L储能,VD反向截止,电 容C2向负载供电,负载上获得连续能 量。既VT导通期间,L储能,电容C2 向负载供电;VT截止时,L释放能量 对C2充电,同时向负载供电;L,C2 同时具备滤波作用,使得输出波形平 滑。
LC(C0 C) CC0 C
fp
C C1C2 C1 C2
由于
C C0C
f0 21LCfs
第六章
2.串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于 fS 时, 晶体阻抗最小,且为纯电 阻,此时正反馈最强,相 移为零,电路满足自激振 荡条件。
振荡频率 f0 fs
图 6.1.30 串联型石英晶 体振荡电路
4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元,在 测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。
第六章 一、 电压比较器的传输特性
1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系
u f(u)
O
I
2.阈值电压: UT
当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所 对应的输入电压。
3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时, uO跃变的方向。

开关稳压电路

开关稳压电路

开关稳压电路1开关稳压电路的工作原理开关稳压电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。

功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。

它主要由开关三极管和高频变压器组成,电路如图1(a)所示,波形如图1(b)所示。

Ui是用电网交流220V直接整流滤波得到的直流高压(这样可省去工频变压器)。

高频变压器的原绕组为N1,N2为变压器副绕组,供输出用。

N3为基极正反馈绕组,R1是启动电阻,R2是限流电阻。

加上电源时,电流通过R1流向开关管T的基极,使T导通。

此时变压器副边的二极管反向偏置,于是T集电极电流和变压器绕组N1中电流相等。

由于是从零起动,基极电流不大,就能使T导通。

原绕组N1通过电流,产生上正下负的感应电压,经磁芯耦合,反馈绕组N3也产生感应电压UL3,并向T的基极注入iB,使T进一步导通,即UL3增加,iB增大,使iC进一步增大,这是一个正反馈雪崩过程。

在T导通期间,副边因二极管反偏没有电流。

当T进入高饱和区后,iC的变化率减小,原边N1绕组感应电压下降,同时反馈绕组N3电压下降,造成iB下降,iC下降,这再次形成一个正反馈雪崩过程,使开关管迅速截止。

T的导通时间TON取决于iC达到饱和的时间。

T导通期间,副边电路截止,原边线圈储能。

T截止时,N1的感应电压上负下正,相应地N3的电压上负下正,保证T截止,同时副边N2电压上正下负,D导通。

由N2通过D向负载传送能量,副边绕组中电流iD线性下降,直到iD=0,电路恢复起始状态,开始一个新的周期,T再次导通。

TOFF取决于副边绕组放电到零的时间。

输出电压与开关管的导通时间成正比。

2开关稳压电源的构成及稳压过程开关电源电路如图2所示。

下面对这个电路的各个主要组成部分的作用及原理作分析。

2.1输入部分RT1、C1为输入滤波器(RC低通滤波器),L1、C2、C3为共模滤波器,可以衰减、削弱共模干扰,V1为全桥电路,桥式整流可防止输入电源极性接反烧坏电源电路,C4为滤波电容,R2、C5、V2构成主绕组吸收网络,其作用在后面保护部分详细叙述。

自激型单端反激电源的自激和稳压原理

自激型单端反激电源的自激和稳压原理

自激型单端反激电源的自激和稳压原理
自激型单端反激电源是一种简单、可靠的电源,主要包括MOS管、变压器、电容等元件。

其自激和稳压原理如下:
自激原理:正常情况下,MOS管导通,变压器传导能量,电容充电,电源电压上升。

当电源电压升高到一定程度时,MOS管进入饱和状态,无法导通,变压器不能继续传导能量,电容只能靠其自身的能量
维持负载电压,此时电源处于自激状态。

MOS管的负反馈作用也可以使电源保持自激状态。

稳压原理:在自激状态下,电容会周期性地放电,导致电源电压
波动。

为了稳定输出电压,引入了一个Zener二极管或稳压管,将其
连接在电容的反极性端,当输出电压超过设定值时,稳压管开始导通,吸收电容的放电能量,使输出电压稳定在设定值。

总之,自激型单端反激电源通过MOS管、变压器、电容等元件的
协同作用,实现了自激和稳压的功能,是一种简单、经济、效率较高
的电源。

(完整版)开关电源的基本原理与分类方法

(完整版)开关电源的基本原理与分类方法

开关电源的基本原理与分类方法开关电源是指调整功率管以开关方式进行工作的稳压电源。

缩写为SPS(Switching Power Supply),开关电源的核心部分是一个直流变换器。

目前开关电源向着高频、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展。

开关电源现在在社会上应用越来越广泛,需求也越来越大。

电源在一个典型系统中或者在一台机器中担当十分重要的角色,电源给系统的电路提供持续、稳定的能量,使得系统或者机器能够正常地工作。

电源的好坏直接影响了系统能否正常工作。

随着电源的应用和需求越来越广泛,人们对于电源的要求也越来越高。

人们对电源的效率、体积、重量、稳定性和可靠性等方面都有了更高的要求。

开关电源正是以其效率高、体积小、重量轻、稳定性高、零负载消耗低等多方面的优势逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。

现在社会上出现的需要应用开关电源的仪器、机器越来越多;利用开关电源作为驱动电源的产品也层出不穷,例如LED驱动开关电源的需求量越来越多。

而现代电力电子技术的发展,特别是大功率器件IGBT和MOSFET、各类电源芯片的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使得开关电源的转换效率不断提高。

人们对于转换效率的不断要求也促使开关电源的开发技术将越来越高。

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部分构成。

开关带能源的工作原理:首先是将交流输入电源经整流滤波成脉动直流;然后通过高频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;接着开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;最后,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。

常见的开关电源的分类方法有下列几种:1.按激励方式的不同可以划分为他激式和自激式。

线性稳压电源和开关稳压电源详解

线性稳压电源和开关稳压电源详解

线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。

线性稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。

而在开关电源中则不一样,开关管(在开关电源中,我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的:开——电阻很小;关——电阻很大。

开关电源是一种比较新型的电源。

它具有效率高,重量轻,可升、降压,输出功率大等优点。

但是由于电路工作在开关状态,所以噪声比较大。

?通过下图,我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。

如图所示,电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D,储能电感L,滤波电容C等构成。

当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载供电,并将部分电能储存在电感L以及电容C中。

由于电感L的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。

一定时间后,开关断开,由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。

这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D的正极,经过二极管D,返回电感L的左端,从而形成了一个回路。

通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。

如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。

在开关闭合期间,电感存储能量;在开关断开期间,电感释放能量,所以电感L叫做储能电感。

二极管D在开关断开期间,负责给电感L提供电流通路,所以二极管D叫做续流二极管。

在实际的开关电源中,开关K由三极管或场效应管代替。

当开关断开时,电流很小;当开关闭合时,电压很小,所以发热功率U×I就会很小。

这就是开关电源效率高的原因。

什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值,再经过整流电路整流后,得到脉冲直流电,后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。

详解自激开关电源电路图

详解自激开关电源电路图

详解自激开关电源电路图章讲述了详解自激开关电源电路图.激开关电源电路图,STR41090电源属于自激式并联型开关电源,适应电网力为150-280V。

荡过程 C808上约300V直流电压经R811加到N801的(2)脚部开关管的B极,同时经T802的(1)、(3)绕组加到N801关管的C极,开关管开始导通,电流流过T802的(1)、(3)绕组,在(1)、(3)绕组产生感应电压,极性为(3)正(1)负,经耦7)绕组也产生感应电压,极性为(7)正(6)负,此正反馈电压经C819、R817、R816送回到N801的(2)脚,使开关管电流雪崩的过程使开关管迅速饱和。

开关管饱和期间,T802(1)、(3)绕组的电流线性增大,VD821、VD822截止,T802储存于C819不断被充电,使N801的(2)脚电压不断下降,到某一时刻,N802(2)脚上的电压不能维持部开关管的饱和,开关态,C极电流减小,T802各绕组的感应电压极性全部翻转,反馈绕组(6)、(7)脚的电压极性为(6)正(7)负,经C819、R8 N801的(2)脚,使N801(2)脚电压进一步减小,又一雪崩过程使开关管迅速截止。

开关管截止期间,VD821导通,在C8 112V电压;VD822也导通,在C824电容上形成18V电压,T802储存的磁场能量被释放。

另一方面,C819上的电压经R8 812、VD813放电,同时300V电压经R811给C819反向充电,这两个因素使C819左端的电压回升,即N801(2)脚的电压脚电压上升0.6V以上时,开关管再次导通,开始下一周期的振荡。

稳压电路稳压电路由STR41090部完成,T802的(5样绕组,经VD814整流、C817滤波,在C817上形成取样电压,在正常情况下,C817上的电压约为84V,若输出电压112电压也必定升高,该取样电压经R815送到N801的(1)脚,通过部调节,最终使输出电压稳定在112V。

开关电源工作原理如何理解及其电路图详细解析

开关电源工作原理如何理解及其电路图详细解析

开关电源工作原理如何理解及其电路图详细解析开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。

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。

开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。

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。

开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关电源不同于线性电源,开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换,这两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,因此比较节省能源,产生废热较少。

理想上,开关电源本身是不会消耗电能的。

电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。

相反的,线性电源在产生输出电压的过程中,晶体管工作在放大区,本身也会消耗电能。

开关电源的高转换效率是其一大优点,而且因为开关电源工作频率高,可以使用小尺寸、轻重量的变压器,因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小,重量也会比较轻。

若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时,开关电源比线性电源要好。

不过开关电源比较复杂,内部晶体管会频繁切换,若切换电流尚加以处理,可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备,而且若开关电源没有特别设计,其电源功率因数可能不高。

主要用途开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯带,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。

浅谈自激式开关电源的分析方法

浅谈自激式开关电源的分析方法

浅谈自激式开关电源的分析方法摘要CRT彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路,工作原理复杂、维修较困难。

本文结合笔者多年教学实际,提出了以自激振荡过程为核心的电路分析方法,便于学生较快地熟悉其工作原理,掌握保护电路和稳压电路的分析方法,具备快速检修开关电源的能力。

关键词自激振荡;开关电源;分析0 引言目前,CRT彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路。

由于其核心器件电源调整管工作在非线性状态,与串联稳压电源相比,具有体积小、重量轻、效率高、电压适应范围宽等显著优点,但是其工作原理复杂、维修困难,在实际教学过程中学生难以迅速掌握。

本文介绍了以自激振荡过程为核心的分析方法,便于在教学过程中使学生熟悉其工作原理,具备快速检修开关电源的能力。

1 开关电源的工作原理220V交流电直接经低频整流滤波后得到300V左右的直流电压,利用高频自激振荡电路将直流电转化为30kHz~60kHz的脉冲信号,再经储能变压器的能量转换送入高频整流滤波电路,经高频续流二极管整流后得到所需的多组直流电压输出。

通过取样调整电路,改变高频脉冲的脉冲宽度或脉冲周期来稳定输出电压。

开关电源电路常分为低频整流滤波电路、自激振荡电路、稳压电路、保护电路和高频整流滤波电路等部分。

其工作过程中的关键环节是产生高频脉冲,在将能量转化为高频脉冲时,开关管工作在饱和导通和截止状态,提高了能量利用效率;将能量转化为高频脉冲,可以通过改变占空比调节向输出端提供的能量,有利于适应电网电压大范围的波动;将能量转化为高频脉冲后,可以减小高频滤波电容容量,有利于缩小电源体积,减少电源重量。

2 自激振荡电路原理分析自激振荡电路起振是自激式开关电源正常工作的必要条件,开关调整管和变压器初级绕组L1参与振荡过程。

当开关调整管工作在饱和导通状态时,在变压器初级绕组L1上产生上正下负的感应电动势,次级绕组L2产生上负下正的感应电动势,初级绕组L1中的电流逐渐增大;当开关调整管截止时,变压器初级绕组L1上产生上负下正的感应电动势,次级绕组L2产生上正下负的感应电动势,续流二极管vD导通,向负载提供能量,并对电容C充电。

自激式开关电源原理

自激式开关电源原理

自激式开关电源原理自激式开关电源是一种常见的电源供电方式,其原理是利用自激振荡电路产生高频脉冲信号,经过变压器的变换作用,将输入的电压转换成所需的输出电压。

在实际应用中,自激式开关电源具有体积小、效率高、稳定性好等优点,因此得到了广泛的应用。

自激式开关电源的工作原理主要包括以下几个方面:首先,自激振荡电路产生高频脉冲信号。

自激振荡电路由开关管、反馈电路和输出变压器等组成。

当输入电压加到开关管上时,由于反馈电路的作用,开关管将开始导通,电流开始流过输出变压器的初级线圈,产生磁场。

随后,反馈电路将开关管关断,磁场崩溃,产生感应电动势,使得开关管再次导通,如此往复,就形成了高频脉冲信号。

其次,高频脉冲信号经过变压器的变换作用。

高频脉冲信号经过变压器的变换作用,将输入的电压转换成所需的输出电压。

变压器的变比决定了输入和输出电压的比例,通过合理设计变压器的参数,可以得到稳定的输出电压。

最后,经过滤波和稳压电路得到稳定的直流输出电压。

通过滤波电路可以将高频脉冲信号转换成平稳的直流电压,而稳压电路则可以保证输出电压的稳定性,从而满足实际应用的需求。

总的来说,自激式开关电源利用自激振荡电路产生高频脉冲信号,经过变压器的变换作用,最终经过滤波和稳压电路得到稳定的直流输出电压。

这种工作原理使得自激式开关电源在体积小、效率高、稳定性好等方面都具有优势,因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。

除此之外,自激式开关电源还具有一些特殊的应用场景。

例如,在一些需要输出电压可调的场合,可以通过改变自激振荡电路的参数来实现输出电压的调节;在一些对输出电流要求较高的场合,可以通过合理设计开关管和变压器的参数来实现高电流输出。

因此,自激式开关电源不仅在一般的电子设备中得到了应用,在一些特殊的场景中也具有一定的灵活性和适用性。

综上所述,自激式开关电源是一种利用自激振荡电路产生高频脉冲信号,经过变压器的变换作用,最终经过滤波和稳压电路得到稳定的直流输出电压的电源供电方式。

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

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。

一款高精度自激式多路输出稳压开关电源的设计

一款高精度自激式多路输出稳压开关电源的设计

一款高精度自激式多路输出稳压开关电源的设计摘要:本文提出了一种高精度的自激式多路输出稳压开关电源,较以往多路输出开关电源,所用元件极少,其中自激控制部分仅用11 个常用元件实现,但是其输出电源精度却很高。

而且只需稍做修改,就可将电路中±9 V 转换为±12 V,±15V,其中主回路稍作修改也可改为3 。

3 V/4 A精确输出。

此电源电路简单,但适用范围广。

 引言 开关电源是一种利用开关功率器件并通过功率变换技术而制成的直流稳压电源。

它具有体积小、重量轻、效率高、对电网电压及频率的变化适应性强的特点。

开关电源又被称为高效节能电源,内部电路工作在高频开关状态,自身消耗的能量很低,一般电源效率可达80 %以上,比普通线性稳压电源提高一倍。

 开关电源的主电路拓扑有很多种,从DC/DC变换输入与输出间有无变压器隔离,开关电源分为有变压器隔离和无变压器隔离,每类又有几种拓扑,即Buck(降压型)、Boost (升压型)、Buck-Boost (升压-降压型)、Cuk(串联式)及Sepic (并联式)等;按激励方式分,有自激式和它激式;按控制种类包括PWF(调频式)、PWM(调宽式)、PAM(调幅式)和RSM(谐振式)4 种;按能量传递方式有连续模式和不连续模式。

用的最多的是调宽式变换器。

调宽式变换器有以下几种:正激式(Forward )、反激式(Feedback )、半桥式(Half Bridge Mode )、全桥式(Full Bridge Mode )及推挽式(Push Draw Mode )等。

若按开关管的开关条件可分为硬开关(Hardswitching)和软开关(Softswitching)两种。

根据对开关电源的各种拓扑和控制方式的技术要求,工程实际的实现难易,电器性能及成本等指标的总结,本文选用有变压器隔离的自激型反激式拓扑来。

开关电源资料(完整版)

开关电源资料(完整版)

电源开关设计的基本概念工作在开关两种状态下的电路,就叫开关电路。

利用开关电路设计的电源,叫开关电源。

驱动电路:不同的电路对驱动电路要求不同有的驱动电路是一个PWM控制器,比如步进电机的驱动有的驱动电路是一个电压放大器,例如功放中的前置放大器有的驱动电路是一个电流放大器,例如音箱的驱动电路就是一个音频率功率放大器电源开关的使用较为复杂,甚至让大多数电子产品设计人员都感到困惑,特别是对那些非电源管理专家而言。

在各种各样的应用中,例如:便携式电子产品、消费类电子产品、工业或电信系统等,广大设计人员正越来越多地使用电源开关。

这些电源开关的使用方式多种多样,包括控制、排序、电路保护、配电甚至是系统电源开启管理等。

当然,每一种用法都需要有不同特性的电源开关解决方案。

本文针对在不同应用中设计人员使用电源开关时需要考虑的重要规范和概念进行了总结,并介绍了一些可能的解决方案,旨在帮助设计人员选择一种最佳方案。

很明显,在选择电源开关前我们应该问自己的第一个问题就是:我们想要用这个开关来做什么?虽然这是一个简单的问题,但答案却能帮助我们定义完美的产品。

使用电源开关的方式有数种,最为常见的是:1控制、配电和排序(即开启/关闭电源轨来启用某个子系统或者为多个负载配电)2短路保护或者过电流/过电压保护(USB电流限制、传感器保护、电源轨短路保护)3管理接通浪涌电流(即电容充电时)4选择电源(即多路复用或ORing)或者负载分配。

开关电源定义及应用开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止.将直流电**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的电源。

开关电源由以下几个部分组成:一、主电路从交流电网输入、直流输出的全过程,包括:1、输入滤波器:其作用是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。

2、整流与滤波: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。

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。

常见几种开关电源工作原理及电路图

常见几种开关电源工作原理及电路图

一、开关式稳压电源的大体工作原理开关式稳压电源接操纵方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式利用得较多,在目前开发和利用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。

因此下面就要紧介绍调宽式开关稳压电源。

调宽式开关稳压电源的大体原理可参见以下图。

关于单极性矩形脉冲来讲,其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。

直流平均电压U。

可由公式计算,即Uo=Um×T1/T式中Um为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。

从上式能够看出,当Um 与T 不变时,直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。

如此,只要咱们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就能够够达到稳固电压的目的。

二、开关式稳压电源的原理电路一、大体电路图二开关电源大体电路框图开关式稳压电源的大体电路框图如图二所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有必然脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将那个方波电压经整流滤波变成所需要的直流电压。

操纵电路为一脉冲宽度调制器,它要紧由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路组成。

这部份电路目前已集成化,制成了各类开关电源用集成电路。

操纵电路用来调整高频开关元件的开关时刻比例,以达到稳固输出电压的目的。

2.单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。

电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。

所谓的反激,是指当开关管VT1 导通时,高频变压器T低级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在低级绕组中贮存能量。

当开关管VT1截止时,变压器T低级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1 整流和电容C滤波后向负载输出。

单端反激式开关电源是一种本钱最低的电源电路,输出功率为20-100W,能够同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。

唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。

开关电源设计与应用--自激式开关电源 ppt课件

开关电源设计与应用--自激式开关电源  ppt课件
图2-5 降压比增大电路
2.2.2 自激电源的同步控制
图2-6 TC-29CX电源电路
2.3 自激式降压型集成电源
2.3.1 直接取样电源电路
图2-7 直接取样开关电源电路
2.3.2 间接取样电源电路
图2-8 间接取样开关电源电路
2.4 升压式自激电源
升压式开关电源是不隔离型开关电源的另一种应用较多的开关电源,尤其 在目前的移动通信、移动视频显示器中更得到广泛应用。
图2-12 正反馈脉冲钳位电路
图2-13所示为恒流驱动电路,电路中设有两路正反馈支 路。
图2-13 恒流驱动电路
2.5.3 双PWM控制 为了提高稳压效果,自激式开关电源可以采用双路或多
路PWM控制,采用两只脉宽控制管或两路独立的控制电路, 扩大脉宽调制器的控制能力。因为两路PWM电路同时出现 故障的机会极小,所以不仅提高了控制能力,可靠性也大为 提高。
采用双路控制的自激式开关电源属故障前保护,常设以下保护电路。
(1) 软启动电路。在开关电源启动时,开关管振荡过程中的振荡脉宽不是 突然进入额定脉宽,而是有一段启动过程。以图2-11的电路为例,开机瞬间, C312两端取样电压达到额定值需有一定时间,在C312充电过程中,误差放大器检 出的取样电压偏低,因而脉宽控制电路减小了对开关管基极的分流,使振荡电 路脉宽增大,形成开机冲击电流。脉宽的增大,使开关管在开机瞬间有一较大 的冲击电流。为了避免这种硬启动过程带来的危害,需要在取样分压电路中加 入软启动电路。
1.双路PWM电路 图2-14为双路PWM控制的基本电路。
1.双路PWM电路
图2-14 双路PWM控制的基本电路
2.隔离开关电源保护电路
开关电源保护电路设置的作用是:保护开关电源本身,尽量减少 故障率,或者在偶然发生故障时减小其损坏范围;设置输出过压保护, 避免损坏负载电路。

自激式开关电源的原理

自激式开关电源的原理

第3章 自激式开关电源的原理与应用自激式开关电源利用调整管、变压器辅助绕组构成正反馈通路,实现自激振荡,再借助反馈信号稳定电压输出。

由于调整管兼作振荡管,所以无须专设振荡器,故所用的元器件较少,电路简单、成本低,在一定程度上简化了电路。

由于自激式开关电源经济实用,目前仍有较多的电子设备采用自激式开关电源,比如手机充电器、打印机、自动化仪器仪表、电视机和显示器等。

本章拟在讲述自激式开关电源基本电路的基础上,以几种变压器耦合型自激式开关电源的电路实例为载体,配合关键点的测试波形,剖析它们的工作原理,希望引领读者进入开关电源的万千世界。

3-1 自激式开关电源的工作原理3.1.1 自激式开关电源的特点1.自激式开关电源现在所有由市电供电的AC-DC 设备,几乎全部采用变压器耦合型开关电源,也称为隔离型开关电源。

功率管周期性通断,控制开关变压器初级绕组存储输入电源的能量,通过次级绕组进行能量释放。

显然,开关电源的输入与输出是通过变压器的磁耦合传递能量的。

由于变压器绕组之间是绝缘的,因此初次级绕组完全隔离,即“热地”和“冷地”是绝缘的,且绝缘电阻和抗电强度均可达到很高,这一特点对用电安全尤为重要。

若开关管的激励脉冲是由变压器辅助绕组与开关管构成的正反馈环路自激振荡产生的,称为自激式开关电源。

由于自激式开关电源的调整管兼作振荡管,因此无须专设振荡器。

除非特别说明,本书讲述的自激式开关电源均是指自激式变压器耦合型开关电源,下面就介绍这方面的知识。

2.自激式开关电源的特点(1)自激式开关电源结构简单,生产制造成本低廉。

(2)自激式开关电源的脉冲信号是自激振荡产生的,是一种非固定频率的变换电路,随输入电压和负载变化而变化,轻载时开关频率较高或间歇振荡,满载时频率会自动降低。

(3)自激式开关电源在占空比D 发生改变时,开关管的C I 与CE U 相对值发生变化,因此D 变化范围较小,一般小于50%。

(4)自激式开关电源具备一定的自保护功能,一旦负载过重,必然破坏反馈条件,振荡将因损耗过大而减少或和间歇振荡,因此保护电路比较简单,这是自激式开关电源的一大优点。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

自激式开关稳压电源工作原理
作原理:下图是一个自激式开关稳压电源电路,由开关功率管VT2、脉宽调制管VT3、误差放大管VT4、过流保护可控硅开关VTl和脉冲变压器Tl等组成。

其中开关功率管兼做间歇振荡管。

VT2、Tl、R2~R5等构成变形间歇振荡器。

接通电源后,整流器输出的直流高压经过R2~R5降压后给VT2基极提供一个适当的正偏压,使其导通。

其集电极电流Ic2通过初级线圈N1,在其两端产生上正、下负的感应电压,并通过T1耦合到次级反馈线圈N5。

N5两端感应电压的极性刚好使VT2的基极为正,致使Ic2增大。

可见,这是正反馈的过程,VT2便迅速进入饱和导通状态。

此时,基极便失去控制作用,间歇振荡器相对进入稳定阶段。

电容器C5两端的充电电压为左正、右负,与N5反馈电压的极性相反。

所以,基极电源Ib2逐渐减小,VT2从饱和区退回到放大区,J&减小,使Nl感应电动势改变方向,N5上电势也改变方向,Ib2急剧下降,Ic2也急剧下降。

由于正反馈的作用,VT2迅速转为截止状态。

这时变压器中的磁能不能立即消失,在集电极回路中感应出较高的电压,与电源电压叠加,使VT2集一射极之间的电压超过输人电压。

当VT2截止时,变压器初级线圈上的电压反向,并且感应以次级。

当次级电压升高到一定程度时,输出整流管VD2、VD3、VD4便导通,输出端有输出电压。

当VT2再次导通时,N1上的电流将线性增加,耦合到次级电压使输出整流二极管反偏而截止。

此时输出电压由LC滤波电路储存的能量提供。

假如由某种原因造成输出电压下降时,经过稳压二极管VD5加到VT4发射极上的电压也下降,通过R15、Rl7、R16分压加在VT4基极上的电压也降低。

很明显,发射极电压减小量比基极大,故VT4集电极电流减小,在R11两端的电压降也减小,VT3的基极电压下降,集电极电流如减小,R2、R3、R4、R5上压降减小,开关管VT2基极电位升高,开关管导通时间加长,使输出电压上升,从而保持输出电压的稳定。

由于本电源采用自激工作方式,所以当负载短路时,反馈线圈的反馈电压大幅度降低或降至零,使间歇振荡器停振,电源停止工作,从而自动起到保护作用。

但由于发生短路到停止工作需要有一定时间,仍有可能将晶体管损坏,为此必须采用反压和功率足够大的开关管。

本电源还采用了可控硅开关的过流和短路保护电路。

当负载发生短路时,开关管VT2的发射极电流大幅度地增大,在检测电阻R10两端的电压也大幅度地增大。

该电压加在可控硅开关SCR的控制极与阴极之间,并使它导通。

可控硅开关一旦导通,VT2的基极便接地,使开关管立即停止工作,从而起到了保护作用。

只要适当地选择检测电阻R10的阻值,就可使VT2发射极电流在达到某一限定值时,使SCR触发导通,起到过流保护作用。

为了快速复位,特设了复位开关S2,只要按下S2,SCR便可迅速恢复到截止状态。

相关文档
最新文档