开关电源设计干货,先收藏再学习!

开关电源是我们日常生活和工业用电都会用到的一种电源,开关电源的电路图、工作原理图是我们电工们必须了解的知识,要想真正了解开关电源,还是要从开关电源电路图开始,下面我们就来详细了解一下几种开关电源的电路图、原理图。

一、开关电源电路图详解

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,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

开关电源电路图详解

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核心部分,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:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

开关电源电路图详解

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,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的资料,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

开关电源电路图详解

三、检测电路

除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表资料。

四、辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

开关控制稳压原理

开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载提供能量;当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,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。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

开关电源电路图根据不同的用处有不同的电路设计方式,就算相同的用处同样可以进行多样化的排列,但是开关电源的工作原理和主要电路组成是不会变的,依据这两点,再去针对性地分析特定的开关电源电路图就容易的多了。

二、开关电源原图介绍:

这种采用闭合回路系统的高频开关电源在目前的市场之中,还可以根据结构分为主动式PFC设计的电源和被动式PFC设计的电源两种。因为主动式PFC设计的电源比被动式PFC设计的电源的生产成本高,所以我们可以简单的认为,主动式PFC设计的电源是相对比较高端的电源,而被动式PFC设计的电源是比较低端的电源。下面我们将主要讲解主动式PFC开关电源工作原理。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

主动式PFC开关电源工作原理:主动式PFC电路通常使用两个功率MOSFET开关管。这些开关管一般都会安置在一次侧的散热片上。为了易于理解,我们用在字母标记了每一颗MOSFET开关管:S表示源极(Source)、D表示漏极(Drain)、G表示栅极(Gate)。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

没有PFC电路的开关电源原理图

主动式PFC开关电源工作原理:PFC二极管是一颗功率二极管,通常采用的是和功率晶体管类似的封装技术,两者长的很像,同样被安置在一次侧的散热片上,不过PFC二极管只有两根针脚。PFC电路中的电感是电源中最大的电感;一次侧的滤波电容是主动式PFC电源一次侧部分最大的电解电容。主动式PFC控制电路通常基于一颗IC整合电路。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

有PFC电路的开关电源原理图

开关电源工作原理就介绍到这里,看到这些电路一定都觉得很复杂吧!希望没有把大家绕晕哦。希望大家对小编搜集的开关电源原理满意,结合图解慢慢理解吧!

三、开关式稳压电源的原理图

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

对于单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算,

即Uo=Um×T1/T

式中Um为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。

从上式可以看出,当Um 与T 不变时,直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。

四、开关式稳压电源的原理电路

1、基本电路

开关电源设计干货,先收藏再学习!

图二 开关电源基本电路框图

开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。

2.单端反激式开关电源

单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激,是指当开关管VT1 导通时,高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1 整流和电容C滤波后向负载输出。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20-100W,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。

单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在20-200kHz之间。

3.单端正激式开关电源

单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管VT1导通时,VD2也

导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时,电感L通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2,它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和

复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管VT1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50-200 W的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。

4.自激式开关稳压电源

自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源,也是目前广泛使用的基本电源之一。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流,使VT1开始导通,其集电极电流Ic在L1中线性增长,在L2 中感应出使VT1 基极为正,发射极为负的正反馈电压,使VT1 很快饱和。与此同时,感应电压给C1充电,随着C1充电电压的增高,VT1基极电位逐渐变低,致使VT1退出饱和区,Ic 开始减小,在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压,使VT1 迅速截止,这时二极管VD1导通,高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时,L2中没有感应电压,直流供电输人电压又经R1给C1反向充电,逐渐提高VT1基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样,由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。

自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从,也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态,具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源,亦适用于小功率电源。

5.推挽式开关电源

推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器T次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

这种电路的优点是两个开关管容易驱动,主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大,一般在100-500 W范围内。

6.降压式开关电源

降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管VT1 导通时,二极管VD1 截止,输人的整流电压经VT1和L向C充电,这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时,电感L感应出左负右正的电压,经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量,维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

这中电路使用元件少,它同下面介绍的另外两种电路一样,只需要利用电感、电容和二极管即可实现。

7.升压式开关电源

升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管 VT1 导通时,电感L储存能量。当开关管VT1 截止时,电感L感应出左负右正的电压,该电压叠加在输人电压上,经二极管VD1向负载供电,使输出电压大于输人电压,形成升压式开关电源。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

8.反转式开关电源

反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压,电路均能正常工作。

开关电源设计干货,先收藏再学习!

当开关管 VT1 导通时,电感L 储存能量,二极管VD1 截止,负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时,电感L中的电流继续流通,并感应出上负下正的电压,经二极管VD1向负载供电,同时给电容C充电。

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 86345@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
(0)
上一篇 2024-08-25 10:05:22
下一篇 2024-08-25 10:08:01

猜你喜欢

  • 怎么设置excel里的部分隐藏(excel表格怎么设置隐藏)

    如果你想在Excel表格的单元格中显示图表,那么Excel2010中的“迷你图表”完全可以帮你实现这个功能!我们一起来看看操作方法吧! 操作方法如下 ①首先,打开Excel2010…

    2022-04-14
  • 石家庄买衣服都去哪,石家庄去哪里买衣服便宜

    一、引言 作为河北省的省会城市,石家庄市一直以来都是商业繁荣的中心之一。购物中心在城市发展中扮演着重要角色,不仅为居民提供便利的购物场所,也为商家创造了巨大的商机。 经过对石家庄市…

    2023-08-03
  • 什么叫勘察设计_勘察设计主要做什么

    勘察设计是指根据甲方图纸,了解甲方设计意图后,与客户进行协商,根据现场情况提供专业建议的高级技术人员。勘察设计的工作内容有以下几点: 1、熟练掌握国家各项设计标准和标注知识,能够在…

    2022-09-30
  • 假发打结成坨怎么打理,假发怎么戴才自然

    假发怎么戴比较自然 1.首先将所有的头发理顺梳直,放到头后面,将假发的发网撑开,需要注意有橡皮筋的一端要朝下。 2.然后将撑开的发网从头穿过套到脖子上,再慢慢向上拉至发际线处,并包…

    2023-08-16
  • 乌龟是两栖动物吗(乌龟是什么动物类型)

    严格地说,乌龟是一种半水栖、半陆栖的动作,而且是爬行动物,并不是两栖动物。乌龟是用肺来呼吸的,也没有鳃。两栖动物在水中生活大部分是产卵的需要,而乌龟的卵是产在陆地上的;乌龟自出生时…

    2022-05-18
  • 考研第一波弃考高峰期来临,每年有多少人弃考?

    随着暑假的结束,参加24考研的同学又要进入到一个新的备考阶段了,一般来讲考研的同学至少也要完成4轮的复习,只有这样才能保证知识掌握的熟练度和深度,因此按照正常的进度这个时候最少也要…

    2024-08-29
  • 分享6种饺子馅配方和做法,随便一种都鲜嫩多汁!

    饺子是很多人爱吃的美食,特别是北方人基本上每天都要吃饺子,饺子馅的口味也有很多种,下面给分享6种饺子馅配方和做法,爱吃饺子的朋友,记得收藏哦,总有一款适合你的口味! 介绍饺子馅之前…

    2024-08-30
  • 那些不当的保存奶粉方法有哪些(夏天该如何正确保存奶粉)

    “我家的奶粉都结块了,不知道还能不能给孩子喝?” “你奶粉平时在哪里放的呢?” “我怕变质,开封之后就一直在冰箱冷藏里放着。” “难怪奶粉会结块,奶粉是不可以放在冰箱里储存的。” …

    2022-04-28
  • 装修用什么板材好_装修如何选购板材

    装修中我们最不能离开的的材料就是板材,不管你是简约风格还是轻奢的装修,不管是新房装修还是旧房翻新,板材是我们装修过程中需要用到的材料,尤其随着时代的发展,生活品质的提高,我们现在很…

    2022-06-24
  • 应力到底是什么,什么叫应力

    本文主要介绍一下各种各样的应力,以及这些应力之间的区别; 一、什么是应力; 应力是在物体内部产生的力,其公式如下图,单位是[N/m²]=[Pa]; 显然,应力与外力P成正比,与截面…

    2023-08-01

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注