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開(kāi)關(guān)電源的工作模式和原理

2018-01-30

      開(kāi)關(guān)電源是由PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制ICMOSFET構(gòu)成的,其原理是控制開(kāi)關(guān)管接通和關(guān)斷的時(shí)間比率,工作流程是整流成直流--變換成所需要不同電壓的交流--整流成直流輸出。具有小體積、高效率等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于主機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、工業(yè)自動(dòng)化、通訊設(shè)備、監(jiān)控、LED照明、電力、軍工、科研、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。

 

      開(kāi)關(guān)電源結(jié)構(gòu)由主電路、控制電路、檢查電路、輔助電源組成。開(kāi)關(guān)電源按類型分為隔離型和非隔離型,倆者區(qū)別在于隔離型輸入和輸出電路是不共地的,而非隔離型是共地的。

 

      開(kāi)關(guān)電源的工作模式有頻率、脈沖寬度固定模式;頻率固定、脈沖寬度可變模式;頻率、脈沖寬度可變模式。輸出電壓方式有直接輸出電壓方式、平均輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。

 

      頻率、脈沖寬度固定模式和直接輸出電壓方式一般用于逆變電源、DCDC電源變換,頻率固定、脈沖寬度可變模式、頻率、脈沖寬度可變模式和平均輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式一般用于穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源。

 

      目前市場(chǎng)上的開(kāi)關(guān)電源大致上可分為3大類,分別是串聯(lián)式電源、并聯(lián)式電源、變壓器式電源。

 

      串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源原理圖如上所示:Ui是工作電壓,K是控制開(kāi)關(guān),R是負(fù)載。當(dāng)K接通和關(guān)斷,在負(fù)載兩端可以得到一個(gè)脈沖調(diào)制的輸出電壓uo。串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生EMI干擾和帶電,所以一般都會(huì)增加整流二極管和濾波電路,如下圖所示:

 

并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源原理圖如下圖所示:

 

      其中Ui是工作電壓,K是控制開(kāi)關(guān),R是負(fù)載,L是儲(chǔ)能電感。當(dāng)K接通,輸入電源開(kāi)始對(duì)L加電,電路在L中產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)K關(guān)斷時(shí)L會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電流的方向和原電流方向相同,會(huì)在負(fù)載上產(chǎn)生較高電壓。因此會(huì)增加整流濾波電路,如下圖所示:

 

      當(dāng)K接通時(shí),輸入電源開(kāi)始對(duì)L加電,當(dāng)K關(guān)斷時(shí),反電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同,但是與開(kāi)關(guān)關(guān)斷前的方向相反,控制開(kāi)關(guān)倆端的輸出電源等于輸入電壓與反電動(dòng)勢(shì)之和。

 

      選擇開(kāi)關(guān)電源一般要考慮輸入電壓規(guī)格、功率、負(fù)載特性、工作溫度及保護(hù)功能等方面。

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