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開(kāi)關(guān)電源的原理特點(diǎn)及分類

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開(kāi)關(guān)電源的原理特點(diǎn)及分類

開(kāi)關(guān)電源是運(yùn)用現(xiàn)代電力電子技術(shù),操縱開(kāi)關(guān)管啟用和關(guān)閉的時(shí)間比率,維持平穩(wěn)輸出電壓的一種電源,開(kāi)關(guān)電源通常由脈沖寬度調(diào)制(PWM)操縱IC和MOSFET構(gòu)成。伴隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展壯大和創(chuàng)新,促使開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新?,F(xiàn)階段,開(kāi)關(guān)電源以小型、輕量和高效率的優(yōu)勢(shì)被廣泛用于幾乎所有的電子產(chǎn)品,是當(dāng)下電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。伴隨著我國(guó)制造業(yè)的迅速發(fā)展壯大,開(kāi)關(guān)電源慢慢地走上國(guó)際舞臺(tái),電源的體積也慢慢趨于模塊化和小型化,電源的抗擾水平也更加強(qiáng)。
1開(kāi)關(guān)電源
開(kāi)關(guān)電源是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的通稱,通常指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC-DC逆變電路。開(kāi)關(guān)電源里面的功率開(kāi)關(guān)管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài),本身耗費(fèi)的電量很低,電源效率可以達(dá)到75%~90%,比一般線性穩(wěn)壓電源(線性電源)提升 1倍。
線性電源與開(kāi)關(guān)電源的差異,就是線性電源的調(diào)壓能夠看作是調(diào)阻值調(diào)壓,就好比調(diào)整滑動(dòng)變阻器使電壓發(fā)生改變。開(kāi)關(guān)電源則能夠看作是通過(guò)調(diào)整開(kāi)關(guān)的頻率而使電壓發(fā)生變化。
開(kāi)關(guān)電源分類
1.無(wú)工頻變壓器式開(kāi)關(guān)電源
無(wú)工頻變壓器式開(kāi)關(guān)電源是通過(guò)體積小的高頻變壓器來(lái)替代笨重的工頻變壓器,實(shí)驗(yàn)與電網(wǎng)隔離的。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源里面元器件工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài),因此本身耗費(fèi)的電量很低,電源效率比一般線性電源提升 1倍。
2.開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器
開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器是一種開(kāi)關(guān)式集成電源穩(wěn)壓器,他將PWM控制器、功率輸出級(jí)、保護(hù)電路等集成在一個(gè)芯片中,電源穩(wěn)壓器效率可以達(dá)到90%以上,有的還能持續(xù)調(diào)整輸出電壓,適用于生產(chǎn)從幾十瓦至幾百瓦的開(kāi)關(guān)電源。
3.單片開(kāi)關(guān)電源
單片開(kāi)關(guān)電源是將開(kāi)關(guān)電源的主要電路都集成在芯片中,能實(shí)現(xiàn)輸出隔離、脈寬調(diào)制及多種保護(hù)功能,其集成度最高。單片開(kāi)關(guān)電源通過(guò)輸入整流濾波器適配85~265V、47~400Hz的交流電。并且它具備高集成度、高性價(jià)比、最簡(jiǎn)外圍電路、最佳性能指標(biāo)等優(yōu)勢(shì),如今已成為開(kāi)發(fā)600W以下中、小功率開(kāi)關(guān)電源、精密開(kāi)關(guān)電源及開(kāi)關(guān)電源模塊化的優(yōu)選集成電路。
開(kāi)關(guān)電源的原理特點(diǎn)及分類
開(kāi)關(guān)電源工作方式
開(kāi)關(guān)電源按控制基本原理來(lái)分類,可以有下面4種分類:
(1)脈沖寬度調(diào)制PWM,即脈寬調(diào)制式。根據(jù)調(diào)整脈沖寬度達(dá)到穩(wěn)壓目標(biāo),其關(guān)鍵是PWM控制器。這種方法開(kāi)關(guān)電源的使用最為廣泛,其占空比調(diào)整范圍大,PWM還能夠和主系統(tǒng)的時(shí)鐘保持同步。
(2)脈沖頻率調(diào)制PFM,即脈頻調(diào)制式:與脈寬調(diào)試類似,它是根據(jù)調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓目標(biāo),其關(guān)鍵是PFM控制器。這種方法適合于便攜式設(shè)備,它在低占空比、低頻條件下降低控制芯片的靜態(tài)電流。
(3)脈沖密度調(diào)制PDM,即脈密調(diào)制式:其優(yōu)點(diǎn)是脈寬恒定,根據(jù)調(diào)整脈沖數(shù)達(dá)到穩(wěn)壓目標(biāo)。它選用零電壓技術(shù),能明顯降低功率開(kāi)關(guān)管耗損。
(4)混合調(diào)制式:它是PWM和PFM的組合。開(kāi)關(guān)周期開(kāi)關(guān)周期和脈沖寬度都可調(diào)。PWM控制器既可作為一片獨(dú)立的集成電路使用,也可被集成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中,或集成在開(kāi)關(guān)電源中。
這其中,開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器屬于DC-DC變換器,開(kāi)關(guān)電源通常為AC-DC變換器。去除前端整流濾波部分就可以當(dāng)做是DC-DC變換器,再加上前端整流濾波部分就是一個(gè)AC-DC變換器。
4開(kāi)關(guān)電源基本原理
開(kāi)關(guān)電源的基本原理主要由下面7部分構(gòu)成:
(1)輸入整流濾波器,包括整流橋和輸入濾波電容。
(2)單片開(kāi)關(guān)電源,內(nèi)含功率開(kāi)關(guān)管和控制器(含振蕩器、基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器和PWM比較器),MOSFET。
(3)漏極鉗位保護(hù)電路。
(4)高頻變壓器。
(5)輸出整流濾波器。
(6)光耦反饋電路。
(7)偏置電路,給光耦合器的光敏三極管給予偏壓。
5基本原理研究
穩(wěn)壓基本原理研究如下所示:當(dāng)因?yàn)槟承┣闆r導(dǎo)致V升高,這時(shí)候LED上的電流就升高,根據(jù)光耦器使接收管的發(fā)射極電流升高,進(jìn)而使TOPSWITCH的控制端電流變大,占空比變小,導(dǎo)致V下降,從而達(dá)到穩(wěn)壓的作用。
6結(jié)語(yǔ)
從上述我們可以得出開(kāi)關(guān)電源作為目前電源領(lǐng)域的嬌子,它還有相當(dāng)長(zhǎng)的生命周期,并且優(yōu)勢(shì)明顯。從運(yùn)行基本原理上看很多因素都會(huì)影響開(kāi)關(guān)電源的品質(zhì),并且其他保護(hù)電路的增加也會(huì)使開(kāi)關(guān)電源安全系數(shù)得到更高保障,隔離的選取也會(huì)影響電源的反應(yīng)程度。
開(kāi)關(guān)電源充分考慮廣大企業(yè)界的電源需求,不管是電源體積還是電源安全系數(shù)都做到極致,確保各大企業(yè)設(shè)計(jì)板電源電路穩(wěn)定輸出,給予電源設(shè)計(jì)支持,達(dá)到真正意義上的用戶與生產(chǎn)廠家的互動(dòng)。

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| 發(fā)布時(shí)間:2020.12.04    來(lái)源:
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