开关稳压电源的优缺点
开关式稳压电源的工作原理
开关式稳压电源的工作原理1. 引言稳压电源是电子设备中常见的一种电源类型,它能够将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压,以保证电子设备的正常工作。
开关式稳压电源是一种常用的稳压电源设计,它采用了开关管和电容的组合,以实现高效能量转换和稳定输出。
2. 基本原理开关式稳压电源的基本工作原理是通过开关管控制电源输入与输出之间的连接与断开,以实现对电能的有效转换和输出的稳定。
2.1 输入端开关式稳压电源的输入端通常接收交流(AC)电源或直流(DC)电源。
当输入电源为交流电源时,通常还会有一个整流电路用于将交流电转换为直流电。
整流电路可以采用整流二极管桥或者整流三极管等元件。
2.2 控制电路开关式稳压电源还需要一个控制电路来控制开关管的开关状态,以实现输入与输出之间的连接与断开。
常用的控制电路包括脉冲宽度调制(PWM)控制和恒压/恒流控制等。
2.2.1 脉冲宽度调制(PWM)控制脉冲宽度调制是一种常见的开关式稳压电源控制方法,它通过改变开关管通断时间的比例来控制输出电压的大小。
当输出电压偏高时,控制电路会减小开关管的导通时间,从而降低输出电压;当输出电压偏低时,控制电路会增加开关管的导通时间,从而提高输出电压。
2.2.2 恒压/恒流控制恒压/恒流控制是另一种常见的开关式稳压电源控制方法,它通过感知输出电压和输出电流的变化来调整开关管的导通时间,以保持输出电压和输出电流在设定的范围内。
当输出电压或输出电流超出设定范围时,控制电路会相应地调整开关管的导通时间,以实现稳定的输出。
2.3 输出端开关式稳压电源的输出端通常连接到被供电的设备或装置。
输出端需要提供稳定的输出电压和输出电流,以满足设备或装置的工作需求。
3. 工作流程开关式稳压电源的工作流程可以概括为以下几个步骤:1.输入端接收电源输入,可以是交流电源或直流电源。
2.控制电路感知输出端的电压和电流,并根据设定范围调整开关管的导通时间。
3.开关管根据控制电路的指令,控制输入与输出之间的连接与断开。
开关电源与线性电源的优缺点和区别
开关电源与线性电源的优缺点和区别电源是电路设计中的重要部分,电源的稳定性在很大程度上打算了电路的稳定性。
线性电源和开关电源是比较常见的两种电源,在原理上有很大的不同,原理上的不同打算了两者应用上的不同。
一、开关电源与线性电源原理上的区分线性电源的基本原理是市电经过一个工频变压器降压成低压沟通电之后,通过整流和滤波形成直流电,最终通过稳压电路输出稳定的低压直流电。
电路中调整元件工作在线性状态。
线性电源原理图开关电源的基本原理是输入端直接将沟通电整流变成直流电,再在高频震荡电路的作用下,用开关管掌握电流的通断,形成高频脉冲电流。
在电感(高频变压器)的关心下,输出稳定的低压直流电。
开关电源原理图二、开关电源与线性电源的优缺点1.开关电源的优缺点主要优点:体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
主要缺点:由于逆变电路中会产生高频电压,对四周设备有肯定的干扰。
需要良好的屏蔽及接地。
沟通电经过整流,可以得到直流电。
但是,由于沟通电压及负载电流的变化,整流后得到的直流电压通常会造成20%到40%的电压变化。
为了得到稳定的直流电压,必需采纳稳压电路来实现稳压。
2.线性电源的优缺点优点:线性电源的优点是结构相对简洁、输出纹波小、高频干扰小。
结构简洁给我们带来的最大好处是修理便利,修理一台线性电源的难度往往远远低于开关电源,线性电源的修理胜利率也大大高于开关电源。
纹波是叠加在直流稳定量上的沟通重量。
输出纹波越小也就是说输出直流电纯洁度越高,这也正是直流电源品质的重要标志。
过高纹波的直流电将影响收发信机的正常工作。
目前高档线性电源纹波可以达到0.5mV的水平,一般产品可以做到5mV水平。
线性电源没有工作在高频状态下的器件所以假如输入滤波做得好的话几乎没有高频干扰/高频噪声。
缺点:需要浩大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,而且电压反馈电路是工作在线性状态,调整管上有肯定的电压降,在输出较大工作电流时,致使调整管的功耗太大,转换效率低,还要安装很大的散热片。
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。
线性电源和开关电源原理区别及优缺点
线性电源和开关电源原理区别及优缺点一、线性电源的原理及优缺点:线性电源是利用变压器、整流滤波电路和稳压器等组成的电子电路,将交流电转换为稳定的直流电供给电子设备。
具体工作原理如下:1.变压器:变压器通过变压比将输入的交流电压降低或升高到所需的电源电压。
2.整流滤波:将变压器输出的交流电压通过整流电路转化为直流电压,并利用滤波电路去除直流电压中的波动。
3.稳压器:稳压器通过消耗过多的电能将直流电压稳定在所需的电压值上。
线性电源的优点:1.输出纹波小:由于线性电源只进行一次整流滤波,输出纹波较小,对于对输出纹波要求较高的设备,如音频设备,线性电源更为适用。
2.稳压能力强:线性电源采用反馈稳压技术,能够稳定输出以满足负载的要求。
3.输出电压准确:线性电源的输出电压精度较高,波动范围较小,能够满足对精度要求较高的设备。
线性电源的缺点:1.效率低:线性电源的效率较低,工作时会有较大的功耗,会导致能源浪费。
2.体积大、重量重:线性电源中的变压器和稳压器等部件决定了整个电源的体积较大、重量较重,限制了其在大型设备或移动设备中的应用。
3.散热困难:由于线性电源的效率不高,其内部会产生大量的热量,需要散热器来散热,但是由于体积限制,散热困难。
二、开关电源的原理及优缺点:开关电源是通过快速开关管将输入交流电转换为高频脉冲信号,再经过变压器变换、滤波和稳压途径得到所需稳定直流电压的电子电源。
具体工作原理如下:1.输入整流:将输入的交流电通过整流电路转换为直流电。
2.DC/DC变换:通过开关元件(如MOSFET或IGBT)将直流电转换为高频脉冲信号。
3.变压器:将高频脉冲信号通过变压器变换为合适的输出电压。
4.输出整流滤波:将变压器输出的信号通过整流滤波电路转换为稳定的直流电压。
5.稳压器:稳压器通过反馈控制将输出电压稳定在所需的电压值上。
开关电源的优点:1.高效率:开关电源采用高频开关技术,能够提高电源的工作效率,减少电源的功耗。
开关稳压电源的优缺点
开关稳压电源的优缺点结构图1图1画出了开关稳压电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V,激励信号,续流二极管Vp,储能电感和滤波电容C组成。
实际上,开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。
逆变器,它是把直流转变为交流的装置。
逆变器通常被广泛地应用在采用电平或电池组成的备用电源中。
直流变换器,它是把直流转换成交流,然后又把交流转换成直流的装置。
这种装置被广泛地应用在开关稳压电源中。
采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不同的多种直流供电电压。
优点[1].功耗小,效率高。
在图1中的开关稳压电源电路中,晶体管V在激励信号的激励下,它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态,转换速度很快,频率一般为50kHz左右,在一些技术先进的国家,可以做到几百或者近1000kHz。
这使得开关晶体管V的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可达到80%。
[2].体积小,重量轻。
从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。
由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了较大的散热片。
由于这两方面原因,所以开关稳压电源的体积小,重量轻。
[3].稳压范围宽。
从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的,输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿,这样,在工频电网电压变化较大时,它仍能够保证有较稳定的输出电压。
所以开关电源的稳压范围很宽,稳压效果很好。
此外,改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。
这样,开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点,而且实现稳压的方法也较多,设计人员可以根据实际应用的要求,灵活地选用各种类型的开关稳压电源。
[4].滤波的效率大为提高,使滤波电容的容量和体积大为减少。
开关稳压电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz,是线性稳压电源的1000倍,这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。
就是采用半波整流后加电容滤波,效率也提高了500b倍。
模电常见问题解答详解
1.开关稳压电源的主要缺点是什么?开关稳压电源的主要缺点是输出电压中含有较大的纹波。
2.开关稳压电源的主要优点是什么?由于开关稳压电源的调整管工作在开关状态,故效率高,可达80%-90%,且具有很宽的稳压范围3.开关稳压电源的主要特点是什么?开关稳压电源的调整管工作在开关状态,即导通和截止状态。
4.三端式稳压器的调整管工作在什么状态?三端式稳压器的调整管工作在放大状态。
5.三端式稳压器由哪些部分组成?三端式稳压器由调整管、取样电路、基准电压和比较放大器等部分组成。
6.三端式稳压器主要有哪几种?三端式稳压器主要有两种:固定输出三端稳压器和可调输出三端稳压器。
7.三端式稳压器主要有哪些优点?三端式稳压器只有三个引出端子,应用时外接元件少,使用方便、性能稳定、价格低廉。
8.稳压的作用主要是什么?稳压的作用主要是维持输出电压的稳定。
9.滤波最重要的元件是什么?滤波最重要的元件是电容元件。
10.滤波的作用主要是什么?滤波的作用主要是去掉脉动电压中的交流成分,使之成为平滑的直流电压。
11.最常用的整流电路是什么?最常用的整流电路是桥式整流电路。
12.整流主要采用什么元件实现?整流主要采用整流二极管,利用其单向导电性实现。
13.整流的作用主要是什么?整流的主要作用是将双向交变电压变换为单向脉动的直流电压。
14.直流电源由哪些部分组成?直流电源由变压、整流、滤波和稳压四部分组成。
15.什么是直流电源?直流电源是将交流电变换为稳定的直流电的电路。
16.当Q=0.707时的滤波器有什么特点?当Q=0.707时的滤波器,其过渡特性平坦,且截止频率数值上等于特征频率。
17.什么是滤波器的品质因数Q?滤波器的品质因数Q是一个描述滤波器过渡特性的常数。
18.什么是滤波器的特征频率f0?滤波器的特征频率f0是一个由电路决定的具有频率量纲的常数。
19.什么是滤波器的通带和阻带?滤波器允许通过的频段称为通带, 不允许通过的频段称为阻带。
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。
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。
直流稳压电源的种类及选用
直流稳压电源的种类及选用一、线性稳压电源:线性稳压电源是最基本、最常见的一种直流稳压电源。
其工作原理是通过调节电源输出级的放大倍数,使输入电压经过放大后得到稳定的输出电压。
线性稳压电源具有输出纹波小、响应速度快等特点,可以提供较为精确的稳定电压输出。
但是线性稳压电源的效率一般较低,而且对输入电压波动较敏感,适用于对电流精度要求较高的场合。
二、开关稳压电源:开关稳压电源是一种采用开关电源技术的稳压电源。
开关稳压电源通过将输入电压通过开关进行高频开关控制,进而输出稳定的直流电压。
相比于线性稳压电源,开关稳压电源具有体积小、效率高、稳压精度高等优点,适用于对功率密度要求较高的场合。
不过开关稳压电源的输出纹波较大,输出电流负载能力一般较差。
三、开关调谐稳压电源:开关调谐稳压电源是一种结合了开关稳压电源和线性稳压电源的特点的稳压电源。
开关调谐稳压电源在线性稳压电源的基础上增加了开关电源的调谐电路,能够通过调谐电路实现线性和开关两种工作状态的切换,从而在保持稳压性能的同时提高电源的效率。
开关调谐稳压电源适用于对电源效率和稳压性能要求兼顾的场合。
四、直流稳压电源选用的要点:在选择直流稳压电源时,需要根据具体的应用需求和电源参数来进行选择。
1.输出电压范围:根据实际需求确定所需的输出电压范围,选择具备输出范围符合要求的稳压电源。
2.输出电流能力:根据所需的最大输出电流来选择电源的输出电流能力。
一般来说,电源的额定输出电流要大于所需的最大输出电流,以保证电源正常工作。
3.稳压性能:稳压电源的稳压性能是选择的关键指标之一、要求电源能够在额定负载下保持较低的输出纹波和较高的稳压精度。
4.效率:效率是衡量电源能量转换效率的指标,一般来说,效率越高,能耗越低。
选择效率较高的电源可以减少能耗和热量散失。
5.其他特性:根据实际需要,还可以考虑电源的保护功能、响应速度、稳定性等特性。
综上所述,直流稳压电源的种类包括线性稳压电源、开关稳压电源和开关调谐稳压电源,根据实际需求和电源参数来选择适合的电源。
EDP填空选择知识点整理
知识点一常识:1、串口:RS232:异步串行通信,近距离,低速;(有高速串口但不是232标准)RS485:传输距离较长,接口也是DB9,波特率最高可达10Mbps,一般为57600;1.RS-232为串行接口,其主要优缺点为传递速率不快、传送距离不够远。
2.()下列论述哪一项是错误的:A、RS-232是同步传输数据的B、RS-232编码协议是传输距离短的主要原因C、RS-422、RS-485的电路原理与RS-232基本相同D、RS-232广泛用于计算机接口3()RS-232通信协议(接口)的特点是:A、传输速率快,传输距离远B、传输速率慢,传输距离远C、传输速率快,传输距离短D、传输速率慢,传输距离短2、磁环:抑制高频干扰。
抑制高频干扰用镍锌铁氧体工作频率1M-300MHz;阻值较大;抑制低频干扰用锰锌铁氧体工作频率1K-10MHz;阻值小于150K;()锰锌铁氧体(MXO系列)适用的工作频率范围为:A、几KH Z~几十KH ZB、几KH Z~几百KH ZC、几百KH Z~几MH ZD、几百KH Z~几百MH Z3、常用器件常识:AD:主要指标是位数和速度,位数多精度大;AD0809:8 位逐次逼近型A/D转换器,转换时间100us;TLC1543:20脚DIP装的CMOS 10位开关电容逐次逼近转换器,转换时间10us;选用A/D芯片时,考虑它的主要技术指标是转换时间(采样频率)、二进制位数等。
ADC 0809是多路输入, 8 位A/D转换电路,其转换时间为 100 us。
发光二极管电流:小功率20mA;大功率几百毫安;单片机标准I/O 口的拉电流不大于1mA,灌电流最大约为10mA左右;1.()发光二极管的正常工作电流大约为:A、0.1~1mAB、1~几mAC、几~几百mAD、几~几十mA2.()已知常温下晶体二极管的工作点电流为2mA,则其交流等效电阻rd为多少,且与温度之关系:A、13Ω、随温度加大而加大B、13Ω、随温度加大而减小C、26Ω、随温度加大而加大D、26Ω、随温度加大而减小电容:电解电容有极性,用于电源滤波,其他电容没有极性,瓷片电容高频特性好。
电源本科面试题目及答案
电源本科面试题目及答案一、简答题1. 请简述电源的基本功能是什么?答案:电源的基本功能是将一种形式的电能转换成另一种形式的电能,以满足不同设备或系统的电能需求。
具体来说,它包括将交流电转换为直流电、将直流电转换为交流电、电压转换、电流转换以及提供稳压、稳流等功能。
2. 什么是开关电源,其工作原理是什么?答案:开关电源是一种高频电能转换设备,其核心工作原理是通过电子开关器件(如晶体管、MOSFET等)的高速开关作用,将输入的直流电压转换为所需的输出电压。
在开关过程中,利用储能元件(如电感、电容)来平滑输出电压,并通过控制开关器件的开关频率和占空比来调节输出电压的大小。
二、论述题1. 论述线性稳压器与开关稳压器的优缺点。
答案:线性稳压器的优点在于其输出电压稳定,纹波小,不需要复杂的控制电路,适用于对纹波要求严格的场合。
但其缺点是效率低,因为其工作原理是通过消耗能量来降低电压,导致大量热能产生,需要良好的散热措施。
开关稳压器的优点是效率高,体积小,重量轻,适用于大功率和便携式设备。
但其缺点是输出纹波较大,需要复杂的控制电路来保证输出电压的稳定性。
2. 请论述电源管理在现代电子系统中的重要性。
答案:电源管理在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。
首先,良好的电源管理可以提高系统的能效,减少能源消耗,这对于环保和经济效益都具有重要意义。
其次,电源管理能够确保系统在各种工作条件下都能稳定运行,避免因电源问题导致的系统故障。
此外,电源管理还涉及到系统的安全性,如过压、过流保护等,可以有效防止设备损坏和人身安全事故。
最后,随着电子设备功能的日益复杂,电源管理技术也在不断发展,以满足更高效率、更小体积、更智能化的需求。
三、案例分析题1. 某电子设备在工作过程中出现电源不稳定现象,请分析可能的原因及解决方案。
答案:电源不稳定可能由多种原因造成,包括电源本身的质量问题、电源与负载之间的匹配不当、电源线路老化或接触不良、外部电磁干扰等。
《开关稳压电源》课件
不断试验
持续学习
常见问题与解决方案
问题1
01
电源发热严重
原因
02
可能由于电路设计不合理或元件性能不佳。
解决方案
03
优化电路设计,更换性能更好的元件。
常见问题与解决方案
问题2
电源效率低下
原因
可能由于损耗过大或电路结构不合理。
解决方案
降低损耗,对电路结构进行优化。
常见问题与解决方案
问题3
输出电压不稳定
应用
广泛应用于各种电子设备中,如音频功率放大器、逆变器等。
升降压型开关稳压电源
• 总结词:同时具有升压和降压功能的开关稳压电源。
• 详细描述:升降压型开关稳压电源是一种较为特殊的开关稳压电源类型,其工作原理是通过控制开关管的导通和截止时 间,既可以降低输入电压来降低输出电压,也可以增加输入电压来提高输出电压,具有双重调节功能。
空调
在空调中,开关稳压电源 用于控制压缩机和风扇的 运行,保持室内温度的恒 定。
冰箱
冰箱的开关稳压电源确保 冷藏和冷冻系统的正常运 行,保持食品的新鲜。源自通信领域的应用手机
手机的开关稳压电源为通 话、数据传输和各种功能 提供稳定的电力。
路由器
在路由器中,开关稳压电 源为处理数据和信号传输 提供稳定的电力。
初步检查
检查电路中各元件是否正常,无损坏。
调试步骤与注意事项
通电测试
逐步通电,观察各部分工作是否正常 。
调整参数
根据需要调整相关参数,如电压、电 流等。
调试步骤与注意事项
安全第一
确保调试过程中人员和设备安全。
逐步进行
不要一次性将所有参数调整到位,应逐步调整。
开关型直流稳压电源的国内外发展状况论述
开关型直流稳压电源的国内外发展状况论述摘要:本文对开关型直流稳压电源的发展历史进行了梳理,同时分析了开关型直流稳压电源的发展趋势。
关键词:开关型直流稳压电源;发展史;发展趋势随着开关型直流稳压电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用,人们对其需求量日益增长,并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关型直流稳压电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。
1、开关型直流稳压电源的发展史1955年美国的科学家罗耶(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。
此后,利用这一技术的各种形式的晶体管直流变换器不断地被研制和涌现出来。
从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转式和机械振子式换流设备。
由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态,所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻,因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备上。
由于那时的微电子设备及技术十分落后,不能制作耐压较高、开关速度较高、功率较大的晶体管,所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入,并且转换的速度也能太高。
60年代末,由于微电子技术的快速发展,高反压的晶体管出现了。
从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入,不再需要有工频变压器了。
从而极大地扩大了它的应用范围,并且在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关稳压电源。
省掉了工频变压器,又使开关型直流稳压电源的体积和重量大为减小。
开关型直流稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。
70年代以后,于这种技术有关的高频、高反压的功率晶体管,高频电容,开关二极管,开关变压器铁心等元器件也不断地被研制和生产出来,使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速发展,并且被广泛应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域中,从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源中的佼佼者。
开关电源基础知识介绍
开关电源基础知识介绍开关电源基础知识介绍现在电器化中常用的稳压电源有两大类:线性稳压电源和形状型稳压电源。
线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源。
它的优点是成本较低、稳压性能好、输出纹波小,它的缺点是工作效率较低,在中小功率应用场合用得较多。
形状型稳压电源是指开关电源中的调整管工作在截止区和饱和区。
它的工作状态就象普通机械开关一样,当调整管截止时相当开关断开,而调整管饱和导通时相当于开关接通。
这种起着开关作用的三极管我们就把它称为开关管,用开关管来稳定输出电源,我们就把它称为开关型稳压电源。
开关型稳压电源具有体积小、抗干扰能力强、损耗小、效率高、具有保护能力等优点。
计算机及其外部设备中,如计算机、打印机和显示器等都使用开关型稳压电源。
开关电源就其与负载联接的形式不同,可分为并联型和串联型两种。
并联型开关电源与串联型开关电源工作原理基本相同,电压调整范围也差不多。
它们主要区别在于:并联型开关电源,其电压输出端与电网间有开关变压器进行电路上的隔离,因此,机板上除与开关变压器初级相连的部分电路外,其余均不与市电相连,因此并联型号开关电源安全性好,容易与外界接口;而串联型号开关电源由于没有隔离变压器,整机的“地“有可能与电网火线相连,致使整机安全性差,不利于与外界接口。
并联型开关电源电路复杂,对开关管要求高,而串联型开关电源电路相对简单得多,成本也低。
开关电源就其开关管的被激励方式的不同,可分为自激式和他激式两种。
自激式开关电源由开关管、启动电路、反馈电路、稳压电路等组成,这种方式电路简单,稳压精度不高。
他激式开关电源中的开关管的工作状态是通过脉宽调制组件来完成的,这种方式虽然电路复杂,但具有稳压精度高、负载能力强等许多优点,现在电器设备中大多使用它源程序式开关电源。
在他激式开关电源中又可分为电压驱动型和电流驱动型两种。
电压驱动型是指通过电压驱动型脉宽调制组件驱动晶体开关管工作。
电流驱动型芯片有TL494、MC494等,在计算机电源中多使用电压驱动型脉宽调制组件。
开关电源
开关电源开关电源(英文:Switching Mode Power Supply),又称交换式电源、开关变换器,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。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。
目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在安防监控,节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
主要特点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灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。
单片机中的电源供电技术
单片机中的电源供电技术单片机作为一种重要的嵌入式系统,广泛应用于各个领域。
而对于单片机的正常运行来说,电源供电技术起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的单片机电源供电技术,并分析其特点及应用场景。
一、直接供电技术直接供电技术是最简单、常见的一种单片机电源供电方式。
它通过将电源直接连接到单片机上,实现对其供电。
这种方式的优点是简单明了,无需额外电路的支持,成本低廉,适用于一些简单的应用场景。
然而,直接供电技术也存在一些问题。
首先,单片机对电源的要求比较高,需要稳定的电压和电流,以确保其正常运行。
其次,直接供电技术对电源的稳定性要求较高,过高或过低的电压都可能影响单片机的正常工作。
因此,在一些对电源要求较高的应用场景,直接供电技术可能并不适用。
二、线性稳压技术线性稳压技术是一种通过稳压集成电路实现对单片机供电的技术。
它能够将输入电压稳定在某一个预设值,以实现对单片机的稳定供电。
线性稳压技术的优点是稳定性好、噪声小,并且支持较宽的输入电压范围。
此外,线性稳压器的成本相对较低,易于使用和布局。
因此,在一些对稳定性和成本要求较高的应用场景,线性稳压技术是一种常用的选择。
然而,线性稳压技术也存在一些缺点。
其一是效率较低,其二是集成度较低。
因为线性稳压器需要将输入电压调整到合适的值,因此会有一定的功耗。
此外,线性稳压器通常只能实现单个输出电压,对于多路输出的单片机系统来说并不适用。
三、开关稳压技术开关稳压技术是一种通过开关电流来实现对单片机供电的技术。
它能够有效地降低功耗,并且可以实现高效率的电源转换。
开关稳压技术的主要优点是高效、小巧,支持多路输出电压。
它能够在较高的转换效率下实现较大功率的输出,适用于一些对功耗和体积要求较高的应用场景。
然而,开关稳压技术也存在一些问题。
首先,它的设计和布局较为复杂,需要使用专业的开关电源芯片。
其次,开关电源的输出有一定的纹波,需要通过滤波电路进行处理。
因此,在一些对电源纹波要求较高的应用场景,开关稳压技术可能需要额外的电路支持。
开关电源和线性电源的优点和缺点对比
开关电源和线性电源的优点和缺点对比开关电源是相对线性电源而言的,线性电源是利用功率半导体器件的线性工作区,通过调节线性阻抗来达到调节输出的目的;而开关电源是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率来达到调节输出的目的。
其优点是:1、效率较高,体积小。
由于开关电源的电压控制是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率达到的,所以就不存在铁损和铜损,元器件的损耗可以忽略不计,比较变压器而言效率较高;由于它只有元器件和电路板,因而体积就会很小,重量也较轻。
2、电压输入范围宽。
一般可达到160V-270之间。
但它的缺点更是它致命的:1、开关电源看着小巧,功率和磁心变压器以及控制方式有关,电磁干扰大,纹波系数大。
尤其有音频、视频的范畴内,对电磁干扰非常敏感,在音频表现为音色不纯厚,可能会有丝丝声;在视频表现为,图像可能会有细小的纹波,不细腻。
2、设计复杂,维护维修不方便。
往往越是复杂的设备出现的问题的可能性就越大,而且开关电源一旦出现问题,一般非专业人士是维修不了的,找别人维修,费用又太高,还不如废弃掉。
3、体积小是开关电源的优点,但设计不好就成为它的缺点了。
为了追求更小,一大把元器件挤在一个小壳子里,散热不好,我们以前用的当中也出现过外壳变形的现象。
4、开关电源的元器件在选择上也不是很规范,这是国产开关电源的通病。
国家有关质检部门检验市场上的开关电源发现,有过半数的不合格,这其中还包括进口开关电源。
5、最大的一点就是抗雷击能力非常低。
在监控系统中,遭遇雷击的可能也非常大,主要表现为从电源串入,直接雷击的可能性非常小。
一旦220V的电压突然变高,开关电源在瞬间就被烧毁。
前段时间的一个监控系统中,在一个雷过后,监控总闸跳了,再合上闸后,大部分摄像机还正常工作,一部分监视器显示无视频信号。
经检查发现,无视频信号的全部都是开关电源(施工时有的地方安装不方便,就用了开关电源),最后又在摄像机杆上安装上了电源箱,换上了变压器电源。
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开关稳压电源的优缺点
结构
图1
图1画出了开关稳压电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V,激励信号,续流二极管Vp,储能电感和滤波电容C组成。
实际上,开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。
逆变器,它是把直流转变为交流的装置。
逆变器通常被广泛地应用在采用电平或电池组成的备用电源中。
直流变换器,它是把直流转换成交流,然后又把交流转换成直流的装置。
这种装置被广泛地应用在开关稳压电源中。
采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不同的多种直流供电电压。
优点
[1].功耗小,效率高。
在图1中的开关稳压电源电路中,晶体管V在激励信号的激励下,它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态,转换速度很快,频率一般为50kHz左右,在一些技术先进的国家,可以做到几百或者近1000kHz。
这使得开关晶体管V的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可达到80%。
[2].体积小,重量轻。
从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。
由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了较大的散热片。
由于这两方面原因,所以开关稳压电源的体积小,重量轻。
[3].稳压范围宽。
从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的,输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿,这样,在工频电网电压变化较大时,它仍能够保证有较稳定的输出电压。
所以开关电源的稳压范围很宽,稳压效果很好。
此外,改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。
这样,开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点,而且实现稳压的方法也较多,设计人员可以根据实际应用的要求,灵活地选用各种类型的开关稳压电源。
[4].滤波的效率大为提高,使滤波电容的容量和体积大为减少。
开关稳压电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz,是线性稳压电源的1000倍,这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。
就是采用半波整流后加电容滤波,效率也提高了500b倍。
在相同的纹波输出电压下,采用开关稳压电源时,滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500—1/1000。
[5].电路形式灵活多样。
例如,有自激式和他激式,有调宽型和调频型,有单端式和双端式等等,设计者可以发挥各种类型电路的特长,设计出能满足不同应用场合的开关稳压电源。
缺点
开关稳压电源的缺点是存在较为严重的开关干扰。
开关稳压电源中,功率调整开关晶体管V工作在开关状态,它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰,这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽,就会严重地影响整机的正常工作。
此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离,这些干扰就会串入工频电网,使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。
目前,由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距,因而造价不能进一步降低,也影响到可靠性的进一步提高。
所以在中国的电子仪器以及机电一体化仪器中,开关稳压电源还不能得到十分广泛的普及及使用。
特别是对于无工频变压器开关稳压电源中的高压电解电容器、高反压大功率开关管、开关变压器的磁芯材料等器件,在中国还处于研究、开发阶段。
在一些技术先进国家,开关稳压电源虽然有了一定的发展,但在实际应用中也还存在一些问题,不能十分令人满意。
这暴露出开关稳压电源的又一个缺点,那就是电路结构复杂,故障率高,维修麻烦。
对此,如果设计者和制造者不予以充分重视,则它将直接影响到开关稳压电源的推广应用。
当今,开关稳压电源推广应用比较困难的主要原因就是它的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高。