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開關電源工作原理分析及圖解
2022-06-20

  開關電源就是用通過電路控制開關管進行高速的導通與截止。   將直流電轉化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓,從而產生所需要的一組或多組電壓!轉為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50HZ高很多.所以開關變壓器可以做的很小,而且工作時不是很熱?。〕杀竞艿停绻粚?0HZ變?yōu)楦哳l那開關電源就沒有意義。   開關電源的工作流程是:   電源→輸入濾波器→全橋整流→直流濾波→開關管(振蕩逆變)→開關變壓器→輸出整流與濾波。   交流電源輸入經整流濾波成直流   通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那個直流加到開關變壓器初級上   開關變壓器次級感應出高頻電壓,經整流濾波供給負載   輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩(wěn)定輸出的目的   交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾;   在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;   開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;   一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源。   主要用于工業(yè)以及一些家用電器上,如電視機,電腦等   開關電源原理圖分析   1、正激電路      電路的工作過程:   a》 開關S開通后,變壓器繞組N1兩端的電壓為上正下負,與其耦合的N2繞組兩端的電壓也是上正下負。因此VD1處于通態(tài),VD2為斷態(tài),電感L的電流逐漸增長;   b》 S關斷后,電感L通過VD2續(xù)流,VD1關斷.S關斷后變壓器的激磁電流經N3繞組和VD3流回電源,所以S關斷后承受電壓。   c》 變壓器的磁心復位:開關S開通后,變壓器的激磁電流由零開始,隨著時間的增加而線性的增長,直到S關斷。為防止變壓器的激磁電感飽和,必須設法使激磁電流在S關斷后到下一次再開通的一段時間內降回零,這一過程稱為變壓器的磁心復位。   正激電路的理想化波形:      變壓器的磁心復位時間為:   TIst=N3*Ton/N1   輸出電壓:輸出濾波電感電流連續(xù)的情況下:   Uo/Ui=N2*Ton/N1*T   磁心復位過程:      2、反激電路   反激電路原理圖      反激電路中的變壓器起著儲能元件的作用,可以看作是一對相互耦合的電感。   工作過程:   S開通后,VD處于斷態(tài),N1繞組的電流線性增長,電感儲能增加;   S關斷后,N1繞組的電流被切斷,變壓器中的磁場能量通過N2繞組和VD向輸出端釋放.S關斷后的電壓為:us=Ui+N1*Uo/N2   反激電路的工作模式:   電流連續(xù)模式:當S開通時,N2繞組中的電流尚未下降到零。   輸出電壓關系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff   電流斷續(xù)模式:S開通前,N2繞組中的電流已經下降到零。   輸出電壓高于上式的計算值,并隨負載減小而升高,在負載為零的極限情況下, ,因此反激電路不應工作于負載開路狀態(tài)。   反激電路的理想化波形                  

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