开关电源电压和电流两种控制类型
开关电源控制原理
开关电源控制原理开关电源是一种非常常见的电源类型,它通过开关管的开关控制来实现电压或电流的调节。
开关电源的控制原理涉及到多个方面,主要包括以下几个方面:一、开关管的控制开关电源的基本原理就是通过开关管的开关来实现电压或电流的调节。
因此控制开关管的开关是非常关键的一环。
对于这方面,通常使用PWM 控制方式。
PWM(Pulse Width Modulation)是一种脉冲宽度调制技术,它通过改变开关管的开合时间来控制电源输出的电压或电流。
二、参考电压的产生在开关电源中,通常需要使用参考电压来作为基准电压,对电源输出进行调节。
参考电压的产生主要有两种方式:一种是通过基准电路产生,另一种是通过反馈电路产生。
其中反馈电路产生的参考电压更为常见。
三、反馈电路的设计反馈电路是开关电源中一个非常重要的部分。
它通过比较参考电压和输出电压之间的差异来控制开关管的开合。
反馈电路的设计需要考虑很多因素,如误差、抗干扰能力、响应速度等。
四、过流保护开关电源在使用过程中,可能会出现过流现象,导致电源损坏或电路失效。
因此在设计开关电源的控制原理时,需要考虑到过流保护机制的设计。
开关电源的过流保护通常采用限流或短路保护的方式,通过检测电流大小来实现。
五、过压保护在开关电源输出电压过高时,可能会对电路产生损害,甚至可能对使用者造成危害。
因此,需要在开关电源控制原理设计中,考虑到过压保护。
过压保护可以通过输入过滤、过压保护电路等多种方式实现。
综上所述,开关电源的控制原理是一个涉及多个方面的复杂问题,需要进行全面的考虑和设计。
在设计过程中,需要根据实际情况综合考虑各种因素,确保电源能够稳定可靠的工作。
开关电源中的比较常见的双重环路及其应用
开关电源中的比较常见的双重环路及其应用
工程师都知道,开关电源中离不开环路设计。
环路影响到开关电源的诸多性能指标,譬如输出纹波,动态特性,稳定性,保护特性等。
这篇文章将从下面四个方面讲一讲开关电源中的比较常见的双重环路及其应用:
1.单电压环与单电流环
2.电压环和电流环的双环竞争
3.电压外环电流内环
4.两种双环控制在车载电源产品中的应用
一、单电压环与单电流环
闭环就是通过对被控制变量进行负反馈与设定值进行比较,得到他们之间的偏差,然后通过控制偏差,来实现被控变量稳定在设定值附近。
生活中最常见的一个负反馈闭环就是骑自行车,如果我们想走一条直线,而实际往左偏了,就会将车把手往右调整,如果往右偏了,就往左调整。
最后肯定稳定在这条想走的路线的附近。
如果自行车整个过程一直都是向左偏离一个角度,这个就是静差,也叫稳态误差。
如果自行车稳定在设定路线的左右偏差一点,这个就是误差摆幅,有些场景下也叫纹波峰峰值。
车辆一直行使在设定路线附近,而且偏差小,遇到紧急避让的情况下(动态扰动)也绝不摔倒——这就是好的环路设计。
在比较简单的开关电源中,只需要一个单闭环就可以实现产品的恒压或者恒流输出。
对于恒压源,只需要控制输出电压稳定,对于恒流源只需要控制输出电流稳定。
这里通过最常见的buck电路的单电压闭环和单电流闭环来来分析一下。
以最常见的PI控制作为补偿控制环节。
1)其电压单环的控制闭环框图如下:其中Kadc为采样及反馈环节,Plant。
开关电源 执行标准
开关电源执行标准开关电源是一种电子设备,它利用电路控制开关管进行高速开启和关闭,以提供稳定电压和电流的电源。
以下是开关电源的介绍和执行标准:一、开关电源的介绍1. 开关电源的基本原理开关电源利用电路控制开关管进行高速开启和关闭,以提供稳定电压和电流的电源。
它主要由输入电路、输出电路、开关管、控制电路等组成。
输入电路接收交流电,通过整流滤波得到直流电,再通过开关管进行高频开关,输出稳定的直流电。
控制电路则负责控制开关管的开启和关闭,以达到稳定的输出电压和电流。
2. 开关电源的种类开关电源可分为交流电源(AC-DC)和直流电源(DC-DC)两大类。
交流电源是将交流电转换为直流电,而直流电源则是将直流电进行升降压或稳压处理。
此外,根据输出路数和电路结构的不同,开关电源还可分为单路输出和多路输出,以及正激式和反激式等不同类型。
3. 开关电源的特点开关电源具有高效率、小体积、轻量化、高可靠性等优点。
由于其采用高频开关技术,因此具有较高的功率密度,能够提供稳定的电压和电流输出。
此外,开关电源还具有较好的保护功能,如过流保护、过压保护、欠压保护等,以确保用电设备和人身安全。
二、开关电源的执行标准1. 安全标准开关电源作为一类电子设备,其安全性是首要考虑的因素。
因此,在设计和生产过程中,需要严格遵守相关的安全标准。
例如,应符合GB4943.1-2011《信息技术设备安全第1部分:通用要求》、GB17625.1-2012《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》等国家或行业标准。
同时,对于出口产品还需符合相应的国际标准,如UL60950-1、EN60950-1等。
2. 性能标准开关电源的性能标准主要包括输出电压、电流、功率、效率等指标。
这些指标需要符合设计要求,以确保开关电源能够满足实际应用的需求。
例如,输出电压和电流需要稳定且精度较高,功率和效率则需要尽可能提高以降低能耗。
此外,对于具有稳压功能的开关电源,其稳压精度应符合相应的国家或行业标准。
电压电流双环控制原理
电压电流双环控制原理嘿,咱来聊聊电压电流双环控制原理这个超厉害的家伙吧!这电压电流双环控制啊,就像是一个聪明的指挥官,在电路的世界里有条不紊地指挥着一切,让电流和电压都乖乖听话,为我们的各种电子设备和系统提供稳定可靠的动力。
你看,电压就像是电路中的“压力”,它推动着电流这个“小水流”在电路中流动。
而电流呢,就像是电路中的“流量”,它带着能量在各种元器件之间穿梭。
电压电流双环控制原理就是要同时管理好这两个家伙,让它们协同工作,达到我们想要的效果。
想象一下,电路就像一个繁忙的交通枢纽,电压是交通规则中的“限速标志”,它规定了电流这个“车辆”行驶的速度上限。
如果电压不稳定,一会儿高一会儿低,就好比限速标志一会儿变成80公里每小时,一会儿又变成20公里每小时,那电路里的电流可就乱套啦,电子设备也会像在颠簸的路上行驶的汽车一样,出现各种问题,甚至可能“抛锚”。
所以,电压环的作用就是要确保电压保持在一个合适的范围内,就像一个严格的交警,时刻盯着电压这个“限速标志”,不让它出现太大的波动。
而电流环呢,就像是交通枢纽中的“流量监控器”。
它要保证电流按照我们的需求来流动,不能太多也不能太少。
如果电流过大,就像交通枢纽中突然涌入了大量的车辆,会导致道路拥堵,电路中的元器件可能会因为承受不了这么大的电流而发热损坏。
相反,如果电流过小,电子设备就可能得不到足够的能量,无法正常工作,就像汽车没油了一样,只能停在路边。
所以电流环要根据实际情况,及时调整电流的大小,让它始终保持在一个合适的水平,就像一个智能的交通指挥系统,合理地控制着车辆的流量,确保交通顺畅。
在电压电流双环控制中,这两个环是相互配合的哦。
就像一场精彩的双人舞,电压和电流相互呼应,彼此协调。
当电压出现变化时,电压环会迅速做出反应,调整输出,然后电流环会根据电压的变化,相应地调整电流,以保持整个电路系统的稳定。
这种紧密的配合就像是两个默契十足的舞者,一个动作的变化会立刻引起另一个的回应,共同演绎出完美的舞蹈。
第三节 开关电源电压型控制和电流型控制基本原理
电压型控制的优点
• 1。单环控制,易于设计和分析; • 2。噪声裕量大; • 3。多路输出时,交叉调节性能好。
负载
0
x
PWM比较器 + C1 z=xy
R3
PI调节器
X为误差信号
+
Vref
将前面各个环节的传递函数代入上述控制系统,并进行 归一化后可以得到博德图。从博德图可知,电压模式控 制的开关电源,其稳定性和动态特性之间的矛盾比较突 出。(参阅教材和参考书得到此问题的详尽解释)
电压型控制的过电流保护形式 及其常用控制芯片
一、电压控制模式和电流控制模式
开关电源的控制模式分为:电压控制模式(Voltage Mode Control)和电流控制模式(Current Mode Control)两种。 电压控制模式:仅有一个输出电压反馈控制环。 电流控制模式:输出电压反馈控制外环和电流控制内环。 电流控制模式分类:峰值电流、滞环电流和平均电流控 制模式三种。
t=0
Qs =
π ( M1 − M 2 + 2M c )
2( M 1 + M 2 )
, 通过合理选择 M c,就可以使 Qs > 0,
MC − M2 n ] e0 从而保证系统的稳定。 此时误差en = [ M C + M1
峰值电流控制的优缺点及其 集成电路芯片
优点:(1)系统得稳定性增强,响应速度快(能够直接将干
(核心)LLC恒流充电-恒压充电,开关电源的双环控制
引言:电动汽车上有两个电池,一个是高压动力电池,另外一个是低压蓄电池。
动力电池通过直流充电桩或交流充电桩+OBC充电,蓄电池通过车载DC/DC变换器充电。
前者充电过程中的绝大部分时间里都是恒流充电,后者则大都是恒压充电。
但是,恒流充电可能会调整到恒压充电,恒压充电也可能调整为恒流充电。
这对于不懂开关电源控制的朋友来说,是难以理解其实现原理的。
在充电相关的标准里,提出了限压和限流特性。
譬如在NB/T33001-2018 《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》和QC/T 895-2011 《电动汽车用传导式车载充电机》中,都提出了限压、限流特性:a) 充电机在恒流状态下运行时,当输出直流电压超过限压整定值时,应能自动限制其输出电压的增加,转换为恒压充电运行;b) 充电机在恒压状态下运行时,当输出直流电流超过限流整定值时,应能立即进入限流状态,自动限制其输出电流的增加。
在刚过去的春节假期里,周强君奉献了这篇介绍电压环、电流环单环控制及双环控制的文章,希望有益于非开关电源领域的车企的电子工程师们。
——汪进进开关电源中离不开环路设计。
环路影响到开关电源的诸多性能指标,譬如输出纹波,动态特性,稳定性,保护特性,等。
这篇文章将从下面四个方面讲一讲开关电源中的比较常见的双重环路及其应用:1. 单电压环与单电流环2.电压环和电流环的双环竞争3. 电压外环电流内环4. 两种双环控制在车载电源产品中的应用011.单电压环与单电流环闭环就是通过对被控制变量进行负反馈与设定值进行比较,得到他们之间的偏差,然后通过控制偏差,来实现被控变量稳定在设定值附近。
生活中最常见的一个负反馈闭环就是骑自行车,如果我们想走一条直线,而实际往左偏了,就会将车把手往右调整,如果往右偏了,就往左调整。
最后肯定稳定在这条想走的路线的附近。
如果自行车整个过程一直都是向左偏离一个角度,这个就是静差,也叫稳态误差。
如果自行车稳定在设定路线的左右偏差一点,这个就是误差摆幅,有些场景下也叫纹波峰峰值。
开关电源指标
开关电源的性能指标可分为输入、输出、保护、显示和指示功能、系统功能、电气绝缘和电磁兼容等:1. 开关电源的电气性能指标。
①输入特性:输入电压类型及电压范围,电网频率,谐波失真。
②输出特性:额定输出电压,额定输出电流,稳压精度(电压调整率和负载调整率),瞬态响应,输出纹波电压及纹波电流,输出噪声电压。
③电气绝缘。
开关电源的电气绝缘是安全指标中的重要内容,出厂的开关电源必须经过电气绝缘试验,才能够投入市场使用。
交流输入端对直流输出端的电气绝缘测试、漏电流测试。
④控制方式及控制功能:电压型控制方式,电流型控制方式,外部关断功能,远程遥控功能,数控功能。
⑤保护功能:开关电源必须有完善的保护措施,常有的保护是过流保护、短路保护、过压保护、放反接的极性保护和过热保护等。
必要时还可增加输入、输出电压及电流监视器,保护继电器,报警器,自动/手动复位电路等。
有条件的还应对样机进行电磁兼容性试验。
2. 机械性能指标。
体积、重量等。
3. 环境工作条件。
环境温度、存储温度、相对湿度、高度、散热条件(自然冷却、风扇冷却)等。
4. 可靠性指标。
可靠性指标通常用平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures,MTBF )来表示。
MTBF 一般应大于100000小时。
开关电源中的输入、输出、保护、电气绝缘和电磁兼容是电源的基本要求,显示和指示功能、系统功能是通信的特殊要求。
在一般电源规范中,还有电源工作的环境条件、结构尺寸和质量等,由此决定电源的冷却和结构设计以及元器件的选择。
电源设计者必须充分研究以上条件,设计过程自始至终贯彻技术规范,并且充分考虑研制的开关电源的生产成本和制造方法,所设计的开关电源才能获得成功。
因此,产品设计不同于理论研究,这里电路先进是远远不够的。
产品应当采用成熟的先进电路技术,最低的生产成本,包括器件、制造、结构、劳动力、设备等,直至维护成本,同时要达到最高的可靠性。
这样的产品才能够生存。
开关电源拓扑之BUCK电路详解
Buck电路原理
上式中,对于Lc和D1 为固定值时,降压变换器的电流连续与否是由R = Vo/Io 值确定的。当R的欧姆值增大时,工作状态将从连续转化为不连续。另一方面 ,如果R和DTs 是固定的,则电感器的L<Lc 时,其工作状态由连续转化为不连 续。当Fs增大时,则保持开关变换器的连续状态工作的Lc降低。 从上图14、图15中可看到输入电流is是脉动的,与降压变换器的连续与否工作 状态无关。这个脉动电流,在实际应用中应受到限制,以免影响其他电器正常 工作。通常,电源Vs 和变换器的输入端之间会加上一些输入滤波器,这种滤 波器必须在开关变换器设计的早期阶段和建立模型过程就要预先进行考虑。否 则,在开关变换器与输入滤波器连接时,可能会引起意外的自激振荡。
+-
D
+
S
L2 C2
R
-
图6:Sepic
S
D
T
L
+
C
R
-
图8:单端反激变换器
开关电源拓扑概述
S1
D1
L
T
S2
D2
+
C
R
-
图9:推挽变换器
D1
L
C1
S1
T
D2
C2
S2
+
C3
R
-
D1
L
S1 S2
T
C
D2 S3 S4
图10:半桥变换器
+
R
-
图11:全桥变换器
之 开关电源拓扑介绍
Buck电路原理
Buck电路原理 Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳 压器。
源的主要组成部分是开关型DC_DC变换器,它是整个变换的核心。
开关电源中的电流型控制模式
开关电源中的电流型控制模式摘要:讨论了开关电源中电流反馈控制模式的工作原理、优缺点,以及与之有关的斜波补偿技术。
关键词:开关电源;电流型控制;斜波补偿1引言PWM型开关稳压电源是一个闭环控制系统,其基本工作原理就是在输入电压、内部元器件参数、外接负载等因素发生变化时,通过检测被控制信号与基准信号的差值,利用差值调节主电路功率开关器件的导通脉冲宽度,从而改变输出电压的平均值,使得开关电源的输出电压保持稳定。
以开关电源中的降压型变换为例(其它类型如正激型、推挽型等,均可由降压型派生得到),图1表示了该变换器的主电路的基本拓扑结构。
图1降压型开关电源根据选用不同的PWM控制模式,图1电路中的输入电压Uin、输出电压Uo、开关功率器件电流(可从A点采样)、输出电感电流(可从B或C点采样)均可作为控制信号,用于完成稳压调节过程。
目前在开关电源中广泛使用的控制方式是通过对输出电压或电流(功率开关器件或输出电感上流过的电流)进行采样,即形成2类控制方式:电压控制模式与电流控制模式。
2电流控制模式的工作原理图2为检测输出电感电流的电流型控制的基本原理框图。
它的主要特点是:将采样得到的电感电流直接反馈去控制功率开关的占空比,使功率开关的峰值电流直接跟随电压反馈电路中误差放大器输出的信号。
从图2中可以看出,与单一闭环的电压控制模式相比,电流模式控制是双闭环控制系统,外环由输出电压反馈电路形成,内环由互感器采样输出电感电流形成。
在该双环控制中,由电压外环控制电流内环,即内环电流在每一开关周期内上升,直至达到电压外环设定的误差电压阈值。
电流内环是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作的,并且监测输出电感电流的动态变化,电压外环只负责控制输出电压。
因此电流型控制模式具有比起电压型控制模式大得多的带宽。
图2检测输出电感电流的电流型控制原理框图实际电路以单端正激型电源为例,如图3所示。
误差电压信号Ue送至PWM比较器后,并不是像电压模式那样与振荡电路产生的固定三角波状电压斜波比较调宽,而是与一个变化的、峰值代表功率开关上的电流信号(由Rs上采样得到)的三角状波形信号(电感电流不连续)或矩形波上端叠加三角波合成波形信号(电感电流连续)比较,然后得到PWM脉冲关断时刻。
开关电源 双环控制原理
开关电源双环控制原理开关电源双环控制原理介绍开关电源是一种用于将输入电源转化为稳定输出电源的电子设备。
它通过开关器件的开关动作,在输入端和输出端之间实现高效能的能量转换。
双环控制原理是开关电源中常用的一种控制方法,可以有效提高电源的稳定性和响应速度。
单环控制原理在了解双环控制原理之前,先来了解一下单环控制原理。
单环控制原理是开关电源中最基本的控制方法之一,它通过对输出电压进行反馈控制来调节开关器件的开关频率。
当输出电压过高时,控制器会减少开关频率,以降低输出电压;反之,当输出电压过低时,控制器会增加开关频率,以提高输出电压。
单环控制原理简单直接,但存在响应速度较慢、稳定性差等缺点。
双环控制原理为了解决单环控制原理存在的问题,双环控制原理被提出并得到广泛应用。
双环控制原理基于单环控制原理,在输出电压反馈之外,额外加入了一个电流环,实现更精准的控制。
电压环电压环负责检测输出电压的变化,并将反馈信号输入到控制器中。
控制器会根据电压环的反馈信号来调节开关频率,确保输出电压稳定在设定值附近。
电流环电流环负责检测输出电流的变化,并将反馈信号输入到控制器中。
控制器根据电流环的反馈信号来动态调整开关器件的工作状态,以控制输出电压的精准度和稳定性。
双环控制的优势相比于单环控制,双环控制具有以下优势: 1. 响应速度更快:双环控制可以同时对电压和电流进行监测和调节,使得电源对负载变化的响应速度更快。
2. 稳定性更好:通过电流环的引入,双环控制可以更精确地控制输出电压,提高电源的稳定性。
3. 适应性更强:双环控制可以根据不同的工作条件和负载变化自动调整参数,适应不同的工作环境。
总结开关电源双环控制原理是一种能够提高电源稳定性和响应速度的控制方法。
通过电压环和电流环的协同作用,双环控制实现了对输出电压和输出电流的精确控制。
双环控制相较于单环控制有着更好的稳定性、更快的响应速度和更强的适应能力。
在实际应用中,双环控制已得到广泛应用,成为开关电源设计中的重要控制方法之一。
DCDC-电源变换器中电流模式和电压模式相互转化
深圳新视纪-高清视频专家主页:论坛:/forum关于我们:作为视频处理的资深专家,我们总是习惯于推出业界第一的产品,为消费者带来更好的图像和使用便利。
虽然在我们推出产品后,市场上不断有跟风之作,但是我们总是可以继续推出更新更好更强大的视频处理产品。
这一切都是源于我们在视频领域深厚的功力和对消费者需求的了解。
同时,我们也非常欢迎您访问我们的论坛,给我们提意见,给我们提您想要的产品。
从C300、完美色差VGA,到完美三枪VGA,再到完美投影HDMI 我们的足迹:1、2002年初,推出C300(本产品已停产)中国大陆推出的第一款为游戏机设计的色差转VGA产品。
纯模拟转换确保最高图像质量。
输入:一组色差,输出:一组VGA2、2002年初,推出C200(本产品已停产)目前所看到的唯一一款纯模拟转换产品,图像质量是数字处理scale无法比拟的产品。
输入:VGA,输出:高清色差3、2007年4月,推出完美色差VGA(本产品已停产)特别为多种游戏机设计的色差转换VGA产品,第一次在游戏机产品中引入了1:1完美不变形显示概念。
输入:色差,480i到1080p。
对用所有游戏机,DVD,卫星接收机等设备。
输出:800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1440x900, 1920x1200, 1680x1050显示方式:在输入480i/p和576i/p的时候,以4:3方式显示:在4:3的屏上满屏完美不变形显示;在5:4的屏上加上下黑边完美不变形显示在16:10的屏上加左右黑边完美不变形显示在输入720p,1080i, 1080p的时候,以16:9方式显示:在4:3的屏上加上下黑边完美不变形显示;在5:4的屏上加上下黑边完美不变形显示在16:10的屏上加上下黑边完美不变形显示4、2008年9月,推出完美三枪VGA特别为三枪投影机、高端显像管显示器、带VGA输入大尺寸逐行电视机和无HDMI产品之平板电视而设计的产品。
一种应用于半桥拓扑的斜率补偿电路
现代电子技术Modern Electronics TechniqueFeb. 2024Vol. 47 No. 42024年2月15日第47卷第4期0 引 言开关电源有电压和电流两种控制模式。
电压控制模式通过检测输出电压,使得输出电压在各种负载条件下保持稳定。
电流模式有两个反馈环:一是检测输出电压的电压外环;另一个是检测开关管电流且具有逐周期限流功能的电流内环[1]。
相较于电压控制模式,电流控制模式具有响应快、抑制偏磁能力强、简化反馈环路设计等优点[2⁃4]。
峰值电流模式在占空比大于0.5和连续电感电流条件下,会产生次谐波振荡,这种不稳定性与电源的闭环特性无关[5⁃7],应用斜率补偿技术可以消除次谐波振荡。
斜率补偿电路分为上斜率补偿和下斜率补偿两种方式,二者在原理上是一致的,但因为上斜率补偿在电路上更易实现,因此实际电路中大多采用上斜率补偿[8⁃11],本文介绍的补偿电路也属于上斜率补偿。
若选择的电源管理芯片自带斜率补偿电路,则无需考虑自行设计斜率补偿电路。
本文简要分析了电源自带的斜率补偿电路和选择管理芯片频率脚的斜率补偿电路,最后提出一种改进的适用于半桥电路的新型斜率补偿电路。
本文给出了该新型斜率补偿电路的详细计算方法,为电源的斜率补偿参数设计提供一定参考。
1 次谐波振荡图1所示为电感电流波形。
图中:I R 为设定的电感电流峰值;m 1和m 2分别为电感电流的上升和下降斜率。
当输入电压发生变化或因为某种原因会产生初始扰动电流Δi 0,经过一个周期T s 后,扰动电流为:Δi 1=-m1m 2Δi 0(1)DOI :10.16652/j.issn.1004⁃373x.2024.04.009引用格式:刘威,蒋林,艾建,等.一种应用于半桥拓扑的斜率补偿电路[J].现代电子技术,2024,47(4):43⁃47.一种应用于半桥拓扑的斜率补偿电路刘 威, 蒋 林, 艾 建, 任 毅(西南石油大学 电气信息学院, 四川 成都 610500)摘 要: 针对在峰值电流控制模式下半桥型开关电源存在次谐波振荡的问题,提出一种新型斜率补偿电路。
开关电源工作原理
开关电源工作原理开关电源是一种将交流电转换为直流电的设备,广泛应用于各种电子设备。
它的工作原理主要包括以下几个方面:一、输入变压器开关电源的输入端通常接入电网的交流电源,为了使电源适应不同的输入电压,通常会使用输入变压器来进行电压的降低或提升。
输入变压器也能起到隔离电源与负载的作用,保证使用者的安全。
二、整流器整流器是开关电源中的一个重要组成部分,它将输入的交流电转换为直流电。
常用的整流器有两种类型:单相桥式整流器和三相桥式整流器。
桥式整流器通过将交流电通过二极管桥进行整流,使得电流在一个方向上流动,从而实现将交流电转换为直流电。
三、滤波器经过整流器转换后的直流电中可能仍然会存在一定的纹波电压,为了去除这些纹波,需要使用滤波器进行滤波。
滤波器通常由电容和电感组成,电容起到平滑电流的作用,电感起到滤除高频噪声的作用,从而得到稳定的直流电。
四、功率转换器功率转换器是开关电源中的核心部分,它通过开关管(MOSFET或IGBT)的开关动作,将滤波后的直流电转化为高频脉冲信号。
这种高频脉冲信号通过变压器的变换作用,进一步降低或提升电压。
功率转换器的工作频率通常在几十千赫兹到几百千赫兹之间,这高频脉冲信号通过高频变压器的变压作用,经过整流、滤波后得到所需的直流电输出。
五、反馈控制为了保持输出电压的稳定性,开关电源通常采用反馈控制的方式对输出进行调节。
常见的反馈控制方式有两种:电压反馈和电流反馈。
在电压反馈中,将输出电压与参考电压进行比较,并根据比较结果调整开关管的开关频率和占空比,以保持输出电压稳定在设定的值。
在电流反馈中,通过对输出电流进行采样,与设定的电流进行比较,并控制开关管的开关频率和占空比,以保持输出电流稳定。
六、保护电路为了确保开关电源的安全可靠工作,通常会在电源的输入端和输出端添加一些保护电路。
常见的保护电路包括过压保护、过流保护、短路保护和过载保护。
这些保护电路能够在异常情况下及时切断电源,避免对电子设备和使用者造成损坏或危险。
开关电源输出电流限制电路
开关电源输出电流限制电路开关电源输出电流限制电路是一种用于控制电流大小的电路,常见于各种电子设备中。
它能够保护电子设备免受过大电流的损害,同时也能够提供稳定的电流输出。
本文将介绍开关电源输出电流限制电路的原理、工作方式以及应用范围。
开关电源输出电流限制电路的原理是基于负反馈控制的。
它通常由一个比较器、一个参考电压源和一个电流限制器组成。
当电流超过设定值时,比较器会输出一个信号,使开关电源进入限流状态,从而限制输出电流的大小。
工作方式上,开关电源输出电流限制电路通常分为两种类型:恒定电流限制和可调电流限制。
恒定电流限制电路是指输出电流被固定在一个预设的数值,无法调节。
可调电流限制电路则可以根据需要调节输出电流的大小,以适应不同的应用场景。
在实际应用中,开关电源输出电流限制电路具有广泛的应用范围。
例如,在电子设备中,开关电源输出电流限制电路可以用于保护电子元件免受过大电流的损害,延长设备的使用寿命。
在电动车或充电器中,开关电源输出电流限制电路可以用于限制充电电流,以保护电池的安全使用。
在LED照明系统中,开关电源输出电流限制电路可以用于控制LED的亮度,以达到节能的效果。
需要注意的是,开关电源输出电流限制电路的设计和调试需要一定的专业知识和经验。
在设计电路时,需要考虑电流的限制范围、响应时间以及稳定性等因素。
在调试电路时,需要通过调整参考电压源或电流限制器等元件的数值,来实现所需的输出电流大小。
开关电源输出电流限制电路是一种重要的电子元件,它能够保护电子设备免受过大电流的损害,并提供稳定的电流输出。
它在各种电子设备中都有广泛的应用,如电子设备、电动车、充电器和LED照明系统等。
设计和调试开关电源输出电流限制电路需要一定的专业知识和经验,但它带来的保护和稳定性能是不可替代的。
希望本文对读者对开关电源输出电流限制电路有所了解,并能在实际应用中发挥其优势。
标准开关电源
标准开关电源
标准开关电源是一种常见的电源设备,广泛应用于各种电子设备和电器中。
它具有稳定的输出电压和电流,能够为设备提供可靠的电力支持。
本文将介绍标准开关电源的工作原理、分类和应用领域。
首先,标准开关电源的工作原理是利用开关管的导通和截止来控制输出电压和电流。
当输入电压通过变压器降压后,经过整流、滤波和功率因数校正电路后,进入开关管的控制电路。
控制电路根据输出电压的变化情况,控制开关管的导通和截止,从而调节输出电压的稳定性。
这种工作原理使得标准开关电源具有高效率、小体积和轻质量的特点。
其次,标准开关电源根据不同的输出特性和应用领域,可以分为直流开关电源和交流开关电源两种类型。
直流开关电源适用于需要稳定直流电压和电流的领域,如通讯设备、工业自动化设备等;而交流开关电源适用于需要稳定交流电压和电流的领域,如家用电器、办公设备等。
不同类型的开关电源具有各自的特点和优势,在不同的应用场景中发挥着重要作用。
最后,标准开关电源在各种电子设备和电器中都有广泛的应用。
它不仅可以为设备提供稳定的电力支持,还可以提高设备的能效和
可靠性。
在现代社会中,标准开关电源已成为各种电子产品的重要
组成部分,为人们的生活和工作带来了诸多便利。
总之,标准开关电源作为一种重要的电源设备,具有稳定的输
出特性和广泛的应用领域。
它的工作原理、分类和应用都是我们需
要了解和掌握的知识。
相信随着科技的不断发展,标准开关电源将
会在更多的领域发挥重要作用,为人们的生活和工作带来更多的便
利和效益。
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。
开关电源并联使用的方法
开关电源并联使用的方法开关电源并联使用是一种常见的电源设计方法,可以提供更高的输出电流,增加电源的可靠性,并提高电源系统的效率。
下面将详细介绍开关电源并联使用的方法。
一、开关电源并联使用的基本原理开关电源并联使用的基本原理是将两个或多个相同类型的开关电源输出端并联在一起,以增加输出电流。
这种设计方法适用于需要高输出电流的应用场景,例如服务器、数据中心等。
二、开关电源并联使用的优点1. 增加输出电流:通过将多个开关电源并联在一起,可以增加电源系统的输出电流,以满足高负载设备的需要。
2. 提高可靠性:当一个开关电源发生故障时,其他开关电源可以继续工作,从而提高电源系统的可靠性。
3. 均流作用:通过并联多个开关电源,可以平衡各电源的输出电流,减少因负载不均导致的过热和损坏风险。
4. 扩容能力:通过增加并联的开关电源数量,可以扩展电源系统的容量,支持更多的负载设备。
三、开关电源并联使用的注意事项1. 确保开关电源类型相同:并联的开关电源必须是相同类型、相同规格的,以保证良好的均流效果和系统稳定性。
2. 电压和电流匹配:并联的开关电源的电压和电流应相匹配。
如果电压不匹配,可能导致过压或欠压故障;如果电流不匹配,可能导致过载或欠载问题。
3. 均流控制:为了实现良好的均流效果,需要采取适当的均流控制措施。
常用的均流控制方法包括主从控制法、平均电流法、最大电流法等。
4. 负载分配:在并联多个开关电源时,需要合理分配各电源的负载,以充分利用各电源的容量,避免过载或欠载。
5. 热设计:由于并联的开关电源数量增加,总热量也会相应增加,因此需要进行合理的热设计,确保电源系统在高温环境下正常工作。
6. 维护和管理:对于并联使用的开关电源,需要定期进行维护和管理,包括检查各电源的工作状态、清理灰尘、更换故障部件等。
四、开关电源并联使用的实现方法1. 选择合适的开关电源模块:根据实际需求选择合适的开关电源模块,确保其类型、规格和参数与系统要求相匹配。
开关电源选型及应用
开关电源选型及应用开关电源是一种通过开关器件(如晶体管、MOS管)进行开关控制的电源,常用于电子设备中的电源供应和转换。
与传统的线性电源相比,开关电源具有体积小、效率高、稳定性好、适应性强等优点,在许多应用领域得到广泛应用。
一、开关电源的选型1. 输出功率:开关电源的输出功率需根据实际应用的负载功率来选取,一般要略大于负载标称功率,以保证电源的稳定工作。
2. 输入电压和输出电压:根据实际工作电压的要求来选取开关电源的输入和输出电压,一般有固定输出和可调输出两种类型可选。
3. 负载特性:根据负载的工作特性选择合适的开关电源,例如负载的稳定性、负载的变化范围等。
4. 环境温度:根据使用环境的温度范围来选择适合的开关电源。
5. 效率和可靠性:选择效率高、可靠性好的开关电源,以提高能源利用率和延长使用寿命。
6. 安全指标:选择符合国家标准和安全规定的开关电源,以确保使用过程中的安全性。
7. 其他特殊要求:根据特殊应用领域的需求,选择相应的特殊功能的开关电源,例如防水、防尘、防震等。
二、开关电源的应用1. 通信设备:开关电源广泛应用于各类通信设备中,如交换机、路由器、无线基站、通信终端等,提供稳定的电源供应。
2. 工业控制设备:工业控制设备对电源的要求较高,开关电源能够提供高效、可靠的电源,广泛应用于PLC、传感器、工控机等设备。
3. 家用电器:开关电源在家用电器中也有广泛应用,如电视机、电脑、音响等,能够提供高效、稳定的电源供应。
4. LED照明:开关电源能够提供稳定的电流和电压输出,适用于LED照明的驱动电源,如LED灯带、LED灯泡、LED显示屏等。
5. 医疗设备:医疗设备对电源的可靠性和稳定性要求较高,开关电源能够满足这些需求,如医疗监护设备、医疗成像设备等。
6. 汽车电子:开关电源也广泛应用于汽车电子设备中,如车载导航、车载音响等,提供稳定的电源供应。
7. 太阳能和风能转换:开关电源在太阳能和风能转换系统中起到关键作用,将不稳定的太阳能和风能转换成稳定的电源。
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开关电源电压和电流两种控制类型开关电源有两种控制类型,一种是电压控制(Voltage Mode Control),另一种是电流控制(Current Mode Control)。
二者有各自的优缺点,很难讲某种控制类型对所有应用都是最优化的,应根据实际情况加以选择。
1、电压控制型开关电源的基本原理是什么?
电压控制是开关电源最常用的一种控制类型。
以降压式开关稳压器(即Buck变换器)为例,电压控制型的基本原理及工作波形分别如图2-2-2(a)、(b)所示。
电压控制型的特点是首先通过对输出电压进行取样(必要时还可增加取样电阻分压器),所得到的取样电压UQ就作为控制环路的输入信号;然后对取样电压UQ和基准电压UREF进行比较,并将比较结果放大成误差电压Ur,再将Ur送至PWM 比较器与锯齿波电压UJ进行比较,获得脉冲宽度与误差电压成正比的调制信号。
图中的振荡器有两路输出,一路输出为时钟信号(方波或矩形波),另一路为锯齿波信号,CT为锯齿波振荡器的定时电容。
T为高频变压器,VT为功率开关管。
降压式输出电路由整流管VD1、续流二极管VD2、储能电感L和滤波电容CO组成。
PWM锁存器的R 为复位端,S为置位端,Q为锁存器输出端,输出波形如图2-2-2(b)所示。
图2-2-2电压控制型开关电源的基本原理及工作波形
(a)基本原理;(b)工作波形
2、电压控制型开关电源有哪些优点?
电压控制型开关电源具有以下优点:
(1)它属于闭环控制系统,且只有一个电压反馈回路(即电压控制环),电路设计比较简单。
(2)在调制过程中工作稳定。
(3)输出阻抗低,可采用多路电源给同一个负载供电。
3、电压控制型开关电源有哪些缺点?
电压控制型开关电源的主要缺点如下:
(1)响应速度较慢。
虽然在电压控制型电路中使用了电流检测电阻RS,但RS并未接入控制环路。
因此,当输入电压发生变化时,必须等输出电压发生变化之后,才能对脉冲宽度进行调节。
由于滤波电路存在滞后时间,输出电压的变化要经过多个周期后才能表现出来。
所以电压控制型的响应时间较长,使输出电压稳定性也受到一定影响。
(2)需另外设计过电流保护电路。
(3)控制回路的相位补偿较复杂,闭环增益随输入电压而变化。
4、电流控制型开关电源的基本原理是什么?
电流控制型开关电源是在电压控制环的基础上又增加了电流控制环,其基本原理及工作波形分别如图2-2-3(a)、(b)所示。
US为电流检测电阻的压降,此时PWM比较器兼作电流检测比较器。
电流控制型需通过检测电阻来检测功率开关管上的开关电流,并且可逐个周期的限制电流,便于实现过电流保护。
固定频率的时钟脉冲将PWM 锁存器置位,从Q端输出的驱动信号为高电平,使功率开关管VT导通,高频变压器一次侧的电流线性地增大。
当电流检测电阻RS上的压降US达到并超过Ur时电流检测比较器翻转,输出的高电平将锁存器复位,从Q端输出的驱动信号变为低电平,令开关管关断,直到下一个时钟脉冲使PWM锁存器置位。
图2-2-3电流控制型开关电源的基本原理及工作波形
(a)基本原理;(b)工作波形
5、电流控制型开关电源有哪些优点?
电流控制型开关电源具有以下优点:
(1)它属于双闭环控制系统,外环由电压反馈电路构成,内环由电流反馈电路组成,并且电流反馈电路受电压反馈电路的控制。
与电压反馈电路相比,电流反馈电路的增益带宽(Gain Bandwidth)更大。
(2)对输入电压瞬态变化的响应速度快,当输入电压发生变化时能迅速调整输出电压达到稳定值。
这是因为输入电压的变化会导致一次侧电感电流发生变化,进而使US改变,无须经过误差放大器,直接通过电流检测比较器就能改变输出脉冲的占空比。
(3)在电压控制环和电流控制环的共同控制下,可提高电压调整率指标。
(4)能简化误差放大器补偿网络的设计。
(5)只要电流脉冲达到设定的阈值,PWM比较器就动作,使功率开关管关断,维持输出电压稳定。
(6)本身带限电流保护电路,只需改变RS值,即可精确设定限电流阈值。
6、电流控制型开关电源有哪些缺点?
电流控制型的主要缺点如下:
(1)由于存在两个控制环路,给电路设计及分析带来困难。
(2)当占空比超过50%时可能造成控制环路工作不稳定,需增加斜率补偿电路。
(3)对噪声的抑制能力较差,因一次侧电感工作在连续储能模式,开关电
流信号的上升斜率较小,只要在电流信号上叠加较小的噪声,就容易导致PWM 控制器误动作,需增加噪声抑制电路。