一、开关式稳压电源的基本事情原理
开关式稳压电源接控制方法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,绝大大都也为脉宽调制型。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来源理可拜见下图。
关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?捎晒脚趟,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 稳准时,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,就可以抵达稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路
1、基本电路
开关式稳压电源的基本电路框图如图所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,酿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组成。这部分电路目前已集成化,制成了种种开关电源用集成电路?刂频缏酚美吹鹘飧咂悼卦的开关时间比例,以抵达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范电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅事情在磁滞回线的一侧。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,在初级绕组中贮存能量。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。
单端反激式开关电源是一种本钱最低的电源电路,输出功率为20-100W,可以同时输出差别的电压,且有较好的电压调解率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对牢固的负载。
单端反激式开关电源使用的开关管VT1 蒙受的最大反向电压是电路事情电压值的两倍,事情频率在20-200kHz之间。
3.单规则激式开关电源
单规则激式开关电源的典范电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但事情情形差别。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贮存能量;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。
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可大于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,所以输出功率规模大,可输出50-200 W的功率。电路使用的变压器结构庞大,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。