电源开关电源工作原理

电源开关电源工作原理

电源开关是电源的一个重要组成部分,它通过控制电源的开关状态来控制电流的通断。本文将从电源开关的工作原理、分类及应用等方面进行详细介绍。

一、电源开关的工作原理

电源开关的工作原理主要涉及到两个概念:导通和断开。当电源开关处于导通状态时,电流可以顺利通过;而当电源开关处于断开状态时,电流无法通过。电源开关通过控制开关的导通和断开来实现电源的开关控制。

电源开关通常由开关机构和触点组成。开关机构是电源开关的核心部分,它通过手动或自动操作来实现开关的导通和断开。触点是控制电流通断的关键部件,它负责将电源输入端与输出端连接或隔离。

电源开关的工作原理可以简单描述为:当开关机构处于导通状态时,触点闭合,电流可以顺利通过;而当开关机构处于断开状态时,触点打开,电流无法通过。

二、电源开关的分类

根据电源开关的不同特点和应用场景,电源开关可以分为多种不同类型。常见的电源开关包括手动开关、自动开关和远程控制开关等。

1. 手动开关:

手动开关是最常见的一种电源开关,它通常由一个旋钮或按钮构成,通过手动操作来实现开关的导通和断开。手动开关广泛应用于各种电器设备中,如电灯开关、电风扇开关等。

2. 自动开关:

自动开关是根据特定条件自动实现开关的导通和断开。常见的自动开关有热开关、光敏开关、声敏开关等。热开关是根据温度变化来控制开关状态的,光敏开关是根据光线强度来控制开关状态的,声敏开关是根据声音信号来控制开关状态的。自动开关广泛应用于家居自动化、工业自动化等领域。

3. 远程控制开关:

远程控制开关是通过无线遥控器或网络控制实现开关的导通和断开。远程控制开关可以通过手机APP、遥控器等方式进行控制,具有方便、灵活的特点。远程控制开关广泛应用于智能家居、智能办公等领域。

三、电源开关的应用

电源开关在各个领域都有广泛的应用。以下是几个常见的应用场景:

1. 家庭电器:

电源开关广泛应用于家庭电器中,如电视机、空调、冰箱等。通过电源开关的控制,可以方便地对家电进行开关操作,提高使用便利性。

2. 工业设备:

工业设备中的电源开关通常采用自动开关或远程控制开关。通过自动开关可以实现对设备的智能化控制,提高生产效率和安全性。

3. 照明系统:

照明系统中的电源开关通常为手动开关或远程控制开关。通过电源开关的控制,可以实现照明灯具的开关和调光,满足不同场景的照明需求。

4. 通信设备:

通信设备中的电源开关通常采用远程控制开关。通过远程控制开关可以实现对通信设备的远程开关和重启,提高设备的可靠性和稳定性。

电源开关作为电源的重要组成部分,通过控制开关的导通和断开来实现电流的通断。电源开关根据不同的特点和应用场景,分为手动开关、自动开关和远程控制开关等。电源开关在家庭、工业、照明和通信等领域都有广泛的应用,为各种设备和系统的正常运行提供了便利和安全保障。

开关电源的工作原理

开关电源的工作流程是: 电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。 交流电源输入经整流滤波成直流 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 开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载 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 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰; 在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高; 开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出; 一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源。 主要用于工业以及一些家用电器上,如电视机,电脑等 开关电源原理图分析

1、正激电路 电路的工作过程: a》开关S开通后,变压器绕组N1两端的电压为上正下负,与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负。因此VD1处于通态,VD2为断态,电感L的电流逐渐增长; b》 S关断后,电感L通过VD2续流,VD1关断.S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源,所以S关断后承受电压。 c》变压器的磁心复位:开关S开通后,变压器的激磁电流由零开始,随着时间的增加而线性的增长,直到S关断。为防止变压器的激磁电感饱和,必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零,这一过程称为变压器的磁心复位。 正激电路的理想化波形:

变压器的磁心复位时间为: TI st=N3*Ton/N1 输出电压:输出滤波电感电流连续的情况下:Uo/Ui=N2*Ton/N1*T 磁心复位过程:

电源开关电源工作原理

电源开关电源工作原理 电源开关是电源的一个重要组成部分,它通过控制电源的开关状态来控制电流的通断。本文将从电源开关的工作原理、分类及应用等方面进行详细介绍。 一、电源开关的工作原理 电源开关的工作原理主要涉及到两个概念:导通和断开。当电源开关处于导通状态时,电流可以顺利通过;而当电源开关处于断开状态时,电流无法通过。电源开关通过控制开关的导通和断开来实现电源的开关控制。 电源开关通常由开关机构和触点组成。开关机构是电源开关的核心部分,它通过手动或自动操作来实现开关的导通和断开。触点是控制电流通断的关键部件,它负责将电源输入端与输出端连接或隔离。 电源开关的工作原理可以简单描述为:当开关机构处于导通状态时,触点闭合,电流可以顺利通过;而当开关机构处于断开状态时,触点打开,电流无法通过。 二、电源开关的分类 根据电源开关的不同特点和应用场景,电源开关可以分为多种不同类型。常见的电源开关包括手动开关、自动开关和远程控制开关等。 1. 手动开关:

手动开关是最常见的一种电源开关,它通常由一个旋钮或按钮构成,通过手动操作来实现开关的导通和断开。手动开关广泛应用于各种电器设备中,如电灯开关、电风扇开关等。 2. 自动开关: 自动开关是根据特定条件自动实现开关的导通和断开。常见的自动开关有热开关、光敏开关、声敏开关等。热开关是根据温度变化来控制开关状态的,光敏开关是根据光线强度来控制开关状态的,声敏开关是根据声音信号来控制开关状态的。自动开关广泛应用于家居自动化、工业自动化等领域。 3. 远程控制开关: 远程控制开关是通过无线遥控器或网络控制实现开关的导通和断开。远程控制开关可以通过手机APP、遥控器等方式进行控制,具有方便、灵活的特点。远程控制开关广泛应用于智能家居、智能办公等领域。 三、电源开关的应用 电源开关在各个领域都有广泛的应用。以下是几个常见的应用场景: 1. 家庭电器: 电源开关广泛应用于家庭电器中,如电视机、空调、冰箱等。通过电源开关的控制,可以方便地对家电进行开关操作,提高使用便利性。

开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析 开关电源工作原理是指通过开关元件(如晶体管、MOSFET等)控制电源的输入电压,使其以一定的频率进行开关操作,从而将输入电压转换为所需的输出电压。下面是对开关电源工作原理的超详细解析: 1. 输入电压:开关电源的输入电压通常是交流电(AC),其电压值和频率根 据不同的应用而不同。在实际应用中,通常需要将交流电转换为直流电(DC)来 供给电子设备。 2. 整流:通过整流电路将交流电转换为直流电。整流电路通常采用整流桥或者 二极管桥等元件,将交流电的负半周或者正半周转换为直流电。 3. 滤波:由于整流后的直流电还存在较大的纹波,需要通过滤波电路进行滤波 处理。滤波电路通常采用电容器和电感器等元件,将纹波电压进行平滑,得到较为稳定的直流电。 4. 开关操作:开关电源的核心部份是开关元件,如晶体管、MOSFET等。开关元件根据控制信号的输入,以一定的频率进行开关操作。当开关元件处于导通状态时,输入电压通过开关元件传递到输出端;当开关元件处于断开状态时,输入电压不会传递到输出端。 5. 脉宽调制(PWM):为了控制开关元件的导通和断开时间,需要使用脉宽 调制技术。脉宽调制是通过调节开关元件导通时间的比例来控制输出电压的大小。通常使用比较器和参考电压等元件来实现脉宽调制。 6. 输出变压器:为了将输出电压变换为所需的电压水平,通常使用输出变压器。输出变压器通过变换输入电压和输出电压的变比关系,实现输出电压的变换。

7. 输出滤波:由于开关操作会引入一定的干扰和纹波,需要通过输出滤波电路进行滤波处理。输出滤波电路通常采用电容器和电感器等元件,将纹波电压进行平滑,得到稳定的输出电压。 8. 控制和保护:开关电源通常还包括控制和保护电路。控制电路用于控制开关元件的开关操作,保护电路用于保护开关电源和电子设备免受过电流、过电压和短路等故障的影响。 以上是开关电源工作原理的超详细解析。开关电源通过开关操作和脉宽调制技术,将输入电压转换为所需的输出电压,并通过滤波和保护等电路对输出电压进行处理和保护。开关电源具有高效率、稳定性好、体积小等优点,广泛应用于各种电子设备和系统中。

开关电源的工作原理

开关电源的工作原理是: 1.交流电源输入经整流滤波成直流; 2.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; 3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4.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. 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰; 在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高; 开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出; 一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源 A TX电源的主要组成部分 EMI滤波电路:EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。 一级EMI电路:交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板,是交流电输入后所经过的第一组电路,这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来,构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。 二级EMI电路:市电进入电源板后先通过电源保险丝,然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波,然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路。保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件,而限流电阻含有金属氧化物成分,能限制瞬间的大电流,减少电源对内部元件的电流冲击。 桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电,再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。将输入端的交流电转变为脉冲直流电,目前有两种形式,一种是全桥就是把四个二极管封装在一起,一种是用4个分立的二极管组成桥式整流电路,作用相同,效果也一样。 一般说来,在全桥附近应该有两个或更多的高大桶状元件,即高压电解电容,其作用是将脉动的直流电滤除交流成分而输出比较平稳的直流电。高压电解电容的使用与开关电路的设计有密切关系,其容量往往是以往电源评测时的焦点,但实际上它的容量和电源的功率毫无关系,不过增大它的容量会减小电源的纹波干扰,提高电源的电流输出质量。 PFC电路:PFC电路称为功率因素校正或补偿电路,功率因素越高,电能利用率就越大。 目前PFC电路有两种方式,一种是无源式PFC,又称被动式PFC,一种是有源式PFC,又称主动式PFC。无源式PFC是通过一个工频电感来补偿交流输入的基波电流与电压的相位差,迫使电流

开关电源工作原理

开关电源工作原理 目前常见的电源在主要有两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。 一、线性电源 线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。 工作过程:先将220 V市电通过变压器转为低压交流电,比如说12V,然后再通过一系列的二极管或整流桥堆进行整流,将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);再通过电容对脉动电压进行滤波,经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),要想得到高精度的稳定的直流电压,还需要稳压二极管或者电压反馈电路调整输出电压。最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2 中的“5”)。 配图1:标准的线性电源设计图 配图2:线性电源的波形

线性电源的优点:纹波小,调整率好,对外干扰小。适合用于模拟电路,各类放大器等低功耗设备。 线性电源的缺点:体积大,笨重,效率低、发热量也大。需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 二、开关电源 开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源的工作原理,简单的说是将交流电先整流成直流电,再将直流逆变成交流电,再整流输出成所需要的直流电压。 ①交流电源经整流滤波成直流; ②通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管进行高速的导通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给开关变压器进行变压; ③开关变压器次级感应出高频交流电压,经整流滤波变成直流电供给负载; ④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。 开关电源的主要优点: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。 开关电源的主要缺点: 由于逆变电路中会产生高频电压,对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地。

开关电源原理

开关电源原理(一) 开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止.将直流电转化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!主要用于工业以及一些家用电器上,如电视机,电脑等。 转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多。所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热,成本很低,如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意义。 开关电源的按工作原理包括以下部分: 1。交流电源输入经整流滤波成直流; 2。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; 3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4.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。 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出; 一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源。 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。

4、输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。 二、控制电路:一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的资料,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。 三、检测电路:除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表资料。 四、辅助电源 :提供所有单一电路的不同要求电源。 开关控制稳压原理 开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开关K 和滤波电路提供给负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载提供能量;当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放.图中,由电感L、电容C2和二极管D组成的电路,就具有这种功能.电感L用以储存能量,在开关断开时,储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载,使负载得到连续而稳定的能量,因二极管D使负载电流连续不断,所以称为续流二极管。 在AB间的电压平均值EAB可用下式表示: EAB=TON/T*E 式中TON为开关每次接通的时间,T为开关通断的工作周期(即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和)。 由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,AB间电压的平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变.改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(Time Ratio Control,缩写为TRC)。 按TRC控制原理,有三种方式:

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。 总结起来,开关电源以其高效、稳定的特点在电子设备中得到广泛应用。它通过输入变压器、整流器、滤波器、功率转换器、反馈控制和保护电路等主要组成部分的协同工作,将交流电转换为稳定的直流电,为各种电子设备提供所需的电能。开关电源的工作原理的深入理解对于电子工程师和电子设备的开发非常重要,只有掌握了其工作原理,才能更好地应用和设计开关电源。

开关电源 原理

开关电源原理 1. 介绍 开关电源是一种采用开关器件(如晶体管、二极管等)作为开关元件来进行电源转换的电源系统。与传统的线性电源相比,开关电源具有体积小、效率高、稳定性好等优点,被广泛应用于电子设备中。 2. 基本原理 开关电源的工作原理可以分为四个关键步骤:短路、放电、充电和断开。下面将详细介绍每个步骤的原理。 2.1 短路 在开关电源中,输入电源首先会通过一个电感元件。通过控制开关元件的导通和断开,可以实现电感元件上的电流变化。当开关元件导通时,电流开始在电感上升,这会导致磁场的储能。这个过程被称为短路。 2.2 放电 当开关元件断开时,电感上的磁场开始消失,这个过程被称为放电。放电时,电感上的储能会释放出来,产生一个反向电压。此时,通过一个二极管将电能传送给输出电容,以满足负载的需求。 2.3 充电 在放电之后,开关元件再次导通,从而实现电感上的电流变化。这个过程被称为充电。充电时,电流开始在电感上升,又一次储存能量,为下一次放电做准备。 2.4 断开 在充电完成后,开关元件再次断开,电感上的磁场开始消失,进入下一个放电周期。

3. 工作方式 开关电源可以通过不同的工作方式来实现不同的输出电压和电流。下面介绍几种常见的工作方式。 3.1 单端正激式 单端正激式开关电源是最简单的一种工作方式。它通过一个开关管和变压器来实现电压转换。开关管的导通和断开频率决定了输出电压的大小和稳定性。 3.2 双端正激式 双端正激式开关电源在单端正激式的基础上增加了一个开关管和一个二极管。这种方式可以实现正负两个输出电压。 3.3 反激式 反激式开关电源是一种常用的工作方式。它通过一个变压器和一个开关管来实现电压转换。变压器的副边通过一个整流电路和滤波电容与负载相连接,实现输出电压的稳定。 3.4 开环与闭环 开关电源可以采用开环控制或闭环控制。开环控制是指根据规定的时序来控制开关元件的导通和断开,不考虑输出电压的实际情况。闭环控制则会根据采样电路所测量的输出电压来动态调整开关元件的工作状态,以达到稳定的输出。 4. 优点和应用 开关电源相比传统的线性电源具有许多优点。下面列举了几个主要的优点和常见的应用领域。 4.1 优点 •高效率:开关电源的转换效率可达到90%以上,远高于线性电源。 •体积小:由于开关电源不需要大型的变压器,因此体积相对较小。 •稳定性好:开关电源采用闭环控制,可以实时调整输出电压,具有较好的稳定性。

开关电源基本工作原理

开关电源根本工作原理(一) 开关电源根本工作原理开关K 以一定的频率重复的接通或断开。在开关K 接通时,输入电源通过开关K 和滤波电路向负载提供能量;当开关K断开时,输入电源便中断了能量的供应。开关电源的示意图如图2-1所示。为了使负载能够得到连续的能量,开关电源就必须有一套储能装置,以便在开关K 接通时将一局部能量储存起来,当开关K 断开后再将储存的能量提供应负载。图2-1中的电感L、电容C和二级管D 组成的电路就具有这样的功能。当开关K 接通时,电感L 用以储存能量,开关K 断开时,储存在电感L中的能量通过二级管D 释放给负载,从而使负载得到连续而又稳定的能量。当电子开关K按一定的频率开关时,导通时间越长,输出电压越高;导通时间越短,输出电压越低。通常,开关电源就是这样在开关频率一定的情况下,通过调整开关时间的长短。控制输出电压的上下。目前,也有的开关电源采用开关时间长短恒定,通过改变开关频率来改变输出电压的上下。图2-1 开关电源示意图开关电源的形式有很多种,其中尤其以脉冲宽度调制型(PWM)最为盛行,现在就以此种形式的开关电源介绍以下开关电源的工作原理。采用PWM技术的开关电源原理机构如图2-2所示,从电网将能量传递给负载的回路称为主回路,其余称为控制回路。工频电网交流电压经过输入整流滤波电路,得到高波纹未调直流电压,在经功率转换电路,变换成符合要求的矩形波脉动电压,最后经过整流滤波电路将其平滑成连续的低波纹直流电压。 图2-2 PWM方式开关电源框图控制回路在提供高压开关T管基极驱动脉冲的同时,需要完成输出电压稳压的控制,而且还必须能对电源或负载提供保护。它通常由检测比拟放大电路、电压-脉冲宽度转

开关电源工作原理

开关电源 一.开关电源的工作原理 (以LQ-1600K3电源为例) +5V sw 1. 滤波电路 到最小从而得到一个较平滑的正弦波。C3、C4电容接于地是为了防止电源中窜入高脉冲损坏电路。 经全桥整流和电容滤波形成300多伏的准直流电压。 2.开关电路 开关电路使用环形阻塞转换器式交流输入开关电源电路。具有元件少,变压器小的特点,场效应管Q1既是开关管又是振荡管,振荡周期由电阻R11和C13的充放电时间常数所决定。电路的工作过程是导通饱和→截止→导通饱和,周而复始地进展下去。其工作过程如下: a. 导通饱和阶段 电源接通,交流220V经过滤波、整流、平滑输出直流电压300V,由启动电阻R10、R31接至振荡管Q1的栅极上,产生栅压Vgs,在Q1的漏极上产生漏极电流Id,从小到大。在变压器T1上线圈T15—12内产生一个力图阻止Id增大的自感电动势,极性为上正下负,同时在T10—9中感应出一个感应电动势其极性也为上正下负,由于C13两端电压不能突变,因此T10—9线圈中产生的感应电势不能立即充电,通过R11、C13加至Q1的栅极,使栅极电位提高,Q1漏极电流更加增大,又通过T10—9使Q1栅极电位更加提高,从而使漏极电流增大更快,这种连锁的正反响使Q1进入饱和状态。 b. 从饱和到截止阶段 由于Q1导通饱和后,T10—9感应电动势通过R11、R19向C13充电,充电方向从T10—9的10端经R11、C13、R19,于是C13被充电,电压为右正左负,随着充电的进展,C13右端电位逐渐升高,左端电位随着降低,经过一段时间,当C13左端电位低到一定数值时,Q1的栅压开场减小,漏极电流Id也随之减小,由于线圈有抵抗电流变化的特性,T15—12线圈中就产生一个力图阻止漏极电流减小的自感电动势,它的极性和刚刚的相反,是上负下正,并且在线圈T10—9中感应出一个上负下正的感应电动势,它的负端通过R11、C13加到Q1的栅极,使栅极电压更负,从而使漏极电流Id更小,这种正反响的作用,使Q1很快脱离饱和转入截止状态,即所谓截止阶段。 Q1关断时,产生一个浪涌电流经线圈T15—12使线圈T15—12中产生一个上正下负的感应电动势,并且在线圈T11—9中也感应出一个上正下负的感应电动势,然而Q3的发射极电压超过了基极电压,而Q3的基极电压是由IC1〔TL431〕稳压的,所以Q3导通,便使Q2也导通,并且短路Q1的栅极,维持接地,保持Q1可靠的截止,直至浪涌电压经地线耗尽为止。 c. 从截止到导通饱和阶段

开关电源的工作原理

开关电源的工作原理 开关电源是一种将输入电压转换为稳定输出电压的电子设备,它在现代电子设 备中得到了广泛的应用。其工作原理主要包括输入电压的整流滤波、功率因数校正、直流-直流变换和输出电压稳压等几个方面。 首先,输入电压的整流滤波是开关电源工作原理的第一步。当交流输入电压进 入开关电源时,首先经过整流桥进行整流,将交流电转换为直流电。然后通过滤波电容对直流电进行滤波处理,消除电压波动,使得输出电压更加稳定。 其次,功率因数校正是开关电源工作原理的重要环节。由于电网中的电压和电 流波形是正弦波,而开关电源需要直流电进行工作,因此需要对输入电压进行功率因数校正。功率因数校正可以有效地提高电网利用率,减小对电网的污染,保护环境。 接着,直流-直流变换是开关电源工作原理的核心部分。在整流滤波和功率因 数校正之后,交流电已经转换为直流电,但是直流电的电压大小并不稳定,需要通过直流-直流变换进行调整。开关电源通过开关管的开关控制,将输入电压转换为 高频脉冲信号,然后通过变压器和整流电路将其转换为稳定的直流电。 最后,输出电压稳压是开关电源工作原理的最后一步。在经过整流滤波、功率 因数校正和直流-直流变换之后,输出电压依然可能存在一定的波动,因此需要进 行输出电压稳压处理。开关电源通过反馈控制电路对输出电压进行监测,一旦发现电压波动,就会通过控制开关管的开关频率和占空比来实现输出电压的稳定。 总的来说,开关电源的工作原理是一个复杂的过程,它通过整流滤波、功率因 数校正、直流-直流变换和输出电压稳压等环节,将输入电压转换为稳定的输出电压,为现代电子设备的正常运行提供了可靠的电源支持。

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