開關(guān)電源組成及工作原理
電源是各種電子設(shè)備必不可缺的組成部分,其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作。由于開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài),功耗小,轉(zhuǎn)化率高,且體積和重量只有線性電源的20%~30%,故目前它已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/327357.htm一、開關(guān)電源的組成
開關(guān)電源大至由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成(見圖)
1、主電路
沖擊電流限幅:限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。
輸入濾波器:其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。
整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開關(guān)電源的核心部分。
輸出整流與濾波:根據(jù)負載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電源。
2、控制電路
一方面從輸出端取樣,與設(shè)定值進行比較,然后去控制逆變器,改變其脈寬或脈頻,使輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù),經(jīng)保護電路鑒別,提供控制電路對電源進行各種保護措施。
3、檢測電路
提供保護電路中正在運行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。
4、輔助電源
實現(xiàn)電源的軟件(遠程)啟動,為保護電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。
二.開關(guān)電源的工作原理
開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件,通過周期性通斷開關(guān),控制開關(guān)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓。開關(guān)元件以一定的時間間隔重復(fù)地接通和斷開,在開關(guān)無件接通時輸入電源Vi通過開關(guān)S和濾波電路向負載RL提供能量,當(dāng)開關(guān)S斷開時,電路中的儲能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負載RL釋放在開關(guān)接通時所儲存的能量,使負載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量。
VO=TON/T*Vi
VO為負載兩端的電壓平均值
TON為開關(guān)每次接通的時間
T為開關(guān)通斷的工作周期
由式可知,改變開關(guān)接通時間和工作周期的比例,VO間電壓平均值也隨之改變,因此,隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調(diào)整TON和T的比例便使輸出電壓VO維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比,這種方法稱為“時間比率控制”(Time Ration Control,縮寫為TRC)。
按TRC控制原理,有三種方式:
1、脈沖寬度調(diào)制(Pulse With Modulation,縮寫為PWM):開關(guān)周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
2、脈沖頻率調(diào)制(Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM):導(dǎo)通脈沖寬度恒定,通過改變開關(guān)工作頻率來改變占空比的方式。
3、混合調(diào)制:導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的混合。
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