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    開關(guān)電源設(shè)計(jì)流程
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  •   發(fā)布日期: 2018-08-15  瀏覽次數(shù): 9,610
    開關(guān)電源設(shè)計(jì)流程

    為各位提供非常好的開關(guān)電源設(shè)計(jì)方案。

    一、單端反激式開關(guān)電源

    單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激,是指當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時(shí),高頻變壓器T初級(jí)繞組的感應(yīng)電壓為上正下負(fù),整流二極管VD1處于截止?fàn)顟B(tài),在初級(jí)繞組中儲(chǔ)存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí),變壓器T初級(jí)繞組中存儲(chǔ)的能量,通過次級(jí)繞組及VD1 整流和電容C濾波后向負(fù)載輸出。

    單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路,輸出功率為20-100W,可以同時(shí)輸出不同的電壓,且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點(diǎn)是輸出的紋波電壓較大,外特性差,適用于相對(duì)固定的負(fù)載。單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍,工作頻率在20-200kHz之間。二、單端正激式開關(guān)電源

    單端正激式開關(guān)電源的典型電路如圖四所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似,但工作情形不同。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),VD2也導(dǎo)通,這時(shí)電網(wǎng)向負(fù)載傳送能量,濾波電感L儲(chǔ)存能量;當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí),電感L通過續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負(fù)載釋放能量。

    在電路中還設(shè)有鉗位線圈與二極管VD2,它可以將開關(guān)管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復(fù)位條件,即磁通建立和復(fù)位時(shí)間應(yīng)相等,所以電路中脈沖的占空比不能大于50%。由于這種電路在開關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),通過變壓器向負(fù)載傳送能量,所以輸出功率范圍大,可輸出50-200 W的功率。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積也較大,正因?yàn)檫@個(gè)原因,這種電路的實(shí)際應(yīng)用較少。三、自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源

    自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路如圖五所示。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關(guān)電源,也是目前廣泛使用的基本電源之一。

    1、電路工作原理:當(dāng)接入電源后在R1給開關(guān)管VT1提供啟動(dòng)電流,使VT1開始導(dǎo)通,其集電極電流Ic在L1中線性增長(zhǎng),在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為正,發(fā)射極為負(fù)的正反饋電壓,使VT1 很快飽和。與此同時(shí),感應(yīng)電壓給C1充電,隨著C1充電電壓的增高,VT1基極電位逐漸變低,致使VT1退出飽和區(qū),Ic 開始減小,在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為負(fù)、發(fā)射極為正的電壓,使VT1 迅速截止,這時(shí)二極管VD1導(dǎo)通,高頻變壓器T初級(jí)繞組中的儲(chǔ)能釋放給負(fù)載。在VT1截止時(shí),L2中沒有感應(yīng)電壓,直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電,逐漸提高VT1基極電位,使其重新導(dǎo)通,再次翻轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài),電路就這樣重復(fù)振蕩下去。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣,由變壓器T的次級(jí)繞組向負(fù)載輸出所需要的電壓。

    2、自激式開關(guān)電源中的開關(guān)管起著開關(guān)及振蕩的雙重作用,也省去了控制電路。電路中由于負(fù)載位于變壓器的次級(jí)且工作在反激狀態(tài),具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點(diǎn)。這種電路不僅適用于大功率電源,亦適用于小功率電源。四、推挽式開關(guān)電源

    推挽式開關(guān)電源的典型電路如圖六所示。它屬于雙端式變換電路,高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。電路使用兩個(gè)開關(guān)管VT1和VT2,兩個(gè)開關(guān)管在外激勵(lì)方波信號(hào)的控制下交替的導(dǎo)通與截止,在變壓器T次級(jí)統(tǒng)組得到方波電壓,經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>

    優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn):這種電路的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)開關(guān)管容易驅(qū)動(dòng),主要缺點(diǎn)是開關(guān)管的耐壓要達(dá)到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大,一般在100-500 W范圍內(nèi)。五、降壓式開關(guān)電源

    降壓式開關(guān)電源的典型電路如圖七所示。當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時(shí),二極管VD1 截止,輸人的整流電壓經(jīng)VT1和L向C充電,這一電流使電感L中的儲(chǔ)能增加。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí),電感L感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓,經(jīng)負(fù)載RL和續(xù)流二極管VD1釋放電感L中存儲(chǔ)的能量,維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。

    這種電路使用元件少,它同下面介紹的另外兩種電路一樣,只需要利用電感、電容和二極管即可實(shí)現(xiàn)。六、升壓式開關(guān)電源

    升壓式開關(guān)電源的穩(wěn)壓電路如圖八所示。當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí),電感L儲(chǔ)存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1 截止時(shí),電感L感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓,該電壓疊加在輸人電壓上,經(jīng)二極管VD1向負(fù)載供電,使輸出電壓大于輸人電壓,形成升壓式開關(guān)電源。

    七、反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源

    反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源的典型電路如圖九所示。這種電路又稱為升降壓式開關(guān)電源。無論開關(guān)管VT1之前的脈動(dòng)直流電壓高于或低于輸出端的穩(wěn)定電壓,電路均能正常工作。

    當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí),電感L 儲(chǔ)存能量,二極管VD1 截止,負(fù)載RL靠電容C上次的充電電荷供電。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí),電感L中的電流繼續(xù)流通,并感應(yīng)出上負(fù)下正的電壓,經(jīng)二極管VD1向負(fù)載供電,同時(shí)給電容C充電。


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