开关电源作业原理及电路图

来源：极速体育极速体育直播NBA季前赛    发布时间：2023-11-17 08:35:36

  尽管电路结构相对比较简单、作业牢靠，但它存在着功率低（只需40%－50%）、体积大、铜铁耗费量大，作业时分的温度高及调整规模小等缺陷。为了更好的进步功率，人们研发出了开关式，它的功率可达85%以上，稳压规模宽，除此之外，还具有稳压精度高、不运用电源变压器等特色，是一种较抱负的稳压电源。正因为如此，开关式稳压电源已大规模的运用于各种

  开关式稳压电源接操控方法分为调宽式和调频式两种，在实践的运用中，调宽式运用得较多，在现在开发和运用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因而下面就首要介绍调宽式开关稳压电源。

  关于单极性矩形脉冲来说，其直流均匀电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流均匀电压值就越高。直流均匀电压Ｕ。可由公式核算，

  从上式能够精确的看出，当Um与T不变时，直流均匀电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只需咱们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就能够到达安稳电压的意图。

  沟通电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有必定脉动成份的直流电压，该电压进人高频改换器被转换成所需电压值的方波，最终再将这个方波电压经整流滤波变为所需求的直流电压。

  操控电路为一脉冲宽度调制器，它首要由取样器、比较器振动器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路现在已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。操控电路用来调整高频开关元件的开关时刻份额，以到达安稳输出电压的意图。

  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改换器的磁芯仅作业在磁滞回线的一侧。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处于截止状况，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，能够一起输出不同的电压，且有较好的电压调整率。仅有的缺陷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运用的开关管VT1接受的最大反向电压是电路作业电压值的两倍，作业频率在20－200kHz之间。

  单规矩激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在方式上与单端反激式电路类似，但作业景象不同。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贮存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3持续向负载开释能量。

  在电路中还设有钳位线的最高电压约束在两倍电源电压之间。为满意磁芯复位条件，即磁通树立和复位时刻应持平，所以电路中脉冲的占空比不能大于５０％。因为这种电路在开关管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50－200Ｗ的功率。电路运用的变压器结构较为杂乱，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实践运用较少。

  自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种运用间歇振动电路组成的开关电源，也是现在遍及的运用的根本电源之一。

  当接入电源后在R1给开关管VT1供应发动电流，使VT1开端导通，其集电极电流Ic在L1中线基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1很快饱满。与此一起，感应电压给C1充电，跟着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐步变低，致使VT1退出饱满区，Ic开端减小，在L2中感应出使VT1基极为负、发射极为正的电压，使VT1敏捷截止，这时二极管VD1导通，高频变压器Ｔ初级绕组中的储能开释给负载。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，逐步进步VT1基极电位，使其从头导通，再次翻转到达饱满状况，电路就这样重复振动下去。这儿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求的电压。

  自激式开关电源中的开关管起着开关及振动的双重作从，也省去了操控电路。电路中因为负载坐落变压器的次级且作业在反激状况，具有输人和输出彼此阻隔的长处。这种电路不只适用于大功率电源，亦适用于小功率电源。

  推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它归于双端式改换电路，高频变压器的磁芯作业在磁滞回线的两边。电路运用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外鼓励方波信号的操控下替换的导通与截止，在变压器Ｔ次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需求的直流电压。

  这种电路的长处是两个开关管简单驱动，首要缺陷是开关管的耐压要到达两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100-500Ｗ规模内。

  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中的储能添加。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开释电感Ｌ中存储的能量，保持输出直流电压不变。电路输出直流电压的凹凸由加在VT1基极上的脉冲宽度确认。

  这种电路运用元件少，它同下面介绍的别的两种电路相同，只需求运用电感、电容和二极管即可完成。

  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贮存能量。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，构成升压式开关电源。

  回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。不管开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的安稳电压，电路均能正常作业。

  当开关管VT1导通时，电感L贮存能量，二极管VD1截止，负载RL靠电容C前次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时，电感Ｌ中的电流持续流转，并感应出上负下正的电压，经二极管VD1向负载供电，一起给电容Ｃ充电。

  以上介绍了脉冲宽度调制式开关稳压电源的根本作业原理和各种电路类型，在实践运用中，会有各式各样的实践操控电路，但不管怎样，也都是在这些基础上发展出来的。

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  动作，将输入电压切换为高频脉冲信号。这个高频脉冲信号通过变压器或电感器的改换和滤波

  操控进行高速通和堵截，将直流电转换为高频沟通电并供应给变压器进行改换，由此发生所需的一组或多组电压。

  供应器的一种。其功用是将一个位准的电压，透过不同方式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。

  是不可避免的，乃至是整个板子最重要的模块。不同的PCB，各式各样形形色色的

  由D1、D2、D3、D4组成，C为储能滤波电容，R为负载电阻，Uo为直流输出电压，Io为流过负载电阻的电流。