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开关电源的稳压与控制
时间:2021-10-12 08:18:00 点击次数:20

开关电源就是通过模拟电路来控制开关管进行高速的起动与关停电源,将直流电转化为高频率的交流电供应应变压器进行变压,然后产生所需求的一组或多组电压。如今广泛的应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功率要比50HZ高许多。所以开关变压器可以做的很小,并且运转时不是很热,本钱很低,假如不将50HZ变为高频,那开关电源就没有意义。

 

开关电源的按运转原理包括以下部分:

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,将直流电流加到开关变压器上;

3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供应负载;

4.输出部分通过电路反响给控制电路,控制PWM占空比,以抵达安稳输出的意图.

 

交流电源输入时一般要通过厄流圈一类东西,过滤掉电网上的搅扰,一同也过滤了电源对电网的搅扰;在功率相一同,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,以得到需求的输出;一般还应该添加一些维护电路,比方空载、短路等维护,不然会导致开关电源焚毁。

 

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,一同也阻止本机产生的杂波反响到公共电网。

2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较滑润的直流电,以供下一级改换。

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中心部分,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:根据负载需求,供应安稳牢靠的直流电源。

 

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,改动其频率或脉宽,抵达输出安稳,另一方面,根据检验电路供应的资料,经维护电路区分,供应控制电路对整机进行各种维护措施。

 

三、检测电路﹔除了供应维护电路中正在运转中各种参数外,还供应各种显示表面资料。四、辅助电源:供应全部单一电路的不同要求电源。

 

开关电源的稳压原理

开关K以必定的时间距离重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开关K和滤波电路供应应负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载供应能量;当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的供应。可见,输入电源向负载供应能量是断续的,为使负载能得到连续的能量供应,开关稳压电源有必要要有一套储能设备,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,就具有这种功用。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,使负载得到连续而安稳的能量,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可用下式标明:EAB=TON/T*E式中TON为开关每次接通的时间,T为开关通断的运转周期(即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和)。由式可知,改动开关接通时间和运转周期的份额,AB间电压的平均值也随之改动,因此,随着负载及输入电源电压的改变自动调整TONT的份额便能使输出电压VO坚持不变。改动接通时间TON和运转周期份额亦即改动脉冲的占空比,这种办法称为时间比率控制”(TimeRatio Control,缩写为TRC)。

 

TRC 控制原理,有三种办法:

一、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,缩写为PWM):开关周期恒定,通过改动脉冲宽度来改动占空比的办法。

二、脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM):导通脉冲宽度恒定,通过改动开关运转频率来改动占空比的办法。

三、混合调制:导通脉冲宽度和开关运转频率均不固定,都能改动的办法,它是以上二种办法的混合。

 

开关电源是一种电压转化电路,首要的运转内容是升压和降压,广泛使用于现代电子产品。由于开关三极管总是运转在的情况,所以叫开关电源。开关电源本质就是一个振荡电路,这种转化电能的办法,不只使用在电源电路,在其它的电路使用也很普遍,如液晶显示器的背光电路、日光灯等。开关电源与变压器比较具有功率高、稳性好、体积小等长处,缺陷是功率相对较小,并且会对电路产生高频搅扰,电路杂乱不易修补等。

 

在谈开关电源之前,先了解一下变压器反响式振荡电路,能产生有规律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路,变压器反响式振荡电路就是能满意这种条件的电路;它由基本放大电路与一个反响回路组成,其间 C2Ll组成一个并联谐振选频电路,在电路通电的瞬间VT 导通,此刻在C2Ll组成的并联谐振电路上产生非常丰富的谐波,当外加频率和并联谐振电路的固有频率相等时,电路进入振荡情况,并通过L3反响到VT的基极进一步放大,毕竟构成有规律的脉冲电流或电压输出到负载RL上。开关电源就是环绕变压器反响式振荡电路而设计,只不过在本来的基础上添加了一些维护和控制电路,我们可以用剖析振荡电路的办法来剖析开关电源。 

 

开关电源振按荡办法分,可以分为自激式和它激式两种,自激式是无须外加信号源能自行振荡,自激式完全可以把它看作是一个变压器反响式振荡电路,而它激式则完全依赖于外部坚持振荡,在实践运用中自激式运用比较广泛。依据激励信号结构分类;可分为脉冲调宽和脉冲调幅两种,脉冲调宽是控制信号的宽度,也就是频率,脉冲调幅控制信号的起伏,两者的作用相同都是使振荡频率坚持在某一范围内,抵达安稳电压的作用。变压器的绕组一般可以分红三种类型,一组是参与振荡的初级绕组,一组是坚持振荡的反响绕组,还有一组是负载绕组。在家用电器中运用的开关电源,将220V的交流电通过桥式整流,变换成300V左右的直流电,滤波后进入变压器后加到开关管的集电极进行高频振荡,反响绕组反响到基极坚持电路振荡,负载绕组感应的电信号,经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载供应电能。负载绕组在供应电能的一同,也肩负起稳定电压的功用,其原理是在电压输出电路接一个电压取样装置,监控输出电压的改变情况,及时反响给振荡电路调整振荡频率,然后抵达安稳电压的意图,为了防止电路的搅扰,反响回振荡电路的电压会用光电耦合器阻隔。大多数开关电源有待机电路,在待机情况开关电源还在振荡,只是频率比正常工作时要低。有些开关电源很杂乱,元件密密麻麻,许多维护和控制电路,在没有技术支持的情况下,维修起来是一件很头疼的事。在我面对这种情况时,首要我会找到开关管及其参与振荡的外围电路,把它从电路中分离出来,看它是否满意振荡的条件,如检测偏置是否正常,正反响有无故障,还有开关管本身,开关电源本身就有极强壮的维护功用,排除后检查控制和维护及负载电路。

 

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