開關電源供電方式中的電壓變壓原理
開關電源供電方式中的電壓變壓原理
1、直流變換器式開關穩壓電源主要包括直流變換器和穩壓電路兩個部分,該穩壓電源的核心是直流變換器。直流變換器是將一種直流電壓轉換為另一種直流電壓的變換設備,它是開關電源的一個重要類別。進行直流變換通??煞譃閹撞剑耗孀兤鳌獙⒅绷麟妷恨D換為較高頻率的交流電壓;高頻變壓器——將高頻交流電壓轉換為所需的交流電壓,并且實現不安全的市電與安全的輸出電源有效隔離;整流器——將高頻交流電壓轉換為直流電壓。下面介紹2種基本的變換電路,這2種功率變換器可以工作在他激狀態作功率方波放大器,也可以工作在自激狀態作方波振蕩器,產生的方波經變壓器次級側整流,將方波變換為所需的直流,它的基本電路是由一個晶體管組成的單端電路。
導讀1、直流變換器式開關穩壓電源主要包括直流變換器和穩壓電路兩個部分,該穩壓電源的核心是直流變換器。直流變換器是將一種直流電壓轉換為另一種直流電壓的變換設備,它是開關電源的一個重要類別。進行直流變換通??煞譃閹撞剑耗孀兤鳌獙⒅绷麟妷恨D換為較高頻率的交流電壓;高頻變壓器——將高頻交流電壓轉換為所需的交流電壓,并且實現不安全的市電與安全的輸出電源有效隔離;整流器——將高頻交流電壓轉換為直流電壓。下面介紹2種基本的變換電路,這2種功率變換器可以工作在他激狀態作功率方波放大器,也可以工作在自激狀態作方波振蕩器,產生的方波經變壓器次級側整流,將方波變換為所需的直流,它的基本電路是由一個晶體管組成的單端電路。
直流變換器式開關穩壓電源1、直流變換器式開關穩壓電源主要包括直流變換器和穩壓電路兩個部分,該穩壓電源的核心是直流變換器。直流變換器是將一種直流電壓轉換為另一種直流電壓的變換設備,它是開關電源的一個重要類別。進行直流變換通常可分為幾步:逆變器——將直流電壓轉換為較高頻率的交流電壓;高頻變壓器——將高頻交流電壓轉換為所需的交流電壓,并且實現不安全的市電與安全的輸出電源有效隔離;整流器——將高頻交流電壓轉換為直流電壓。下面介紹2種基本的變換電路,這2種功率變換器可以工作在他激狀態作功率方波放大器,也可以工作在自激狀態作方波振蕩器,產生的方波經變壓器次級側整流,將方波變換為所需的直流,它的基本電路是由一個晶體管組成的單端電路。晶體管直流電壓變換器的基本工作原理,是利用晶體管作為高頻開關控制直流電源的通斷,經過變壓器輸出,把直流變成交流。如果所需的輸出是直流電壓,那么,把變壓器輸出的交流電壓再經過整流,就可以得到所需的直流輸出電壓。在負載對直流電源精度要求不高、且負載變化不大的場合,直流變換器的輸出可以直接向負載供電,而不必再另加穩壓電路。反之,當負載對直流電源供電要求較高時,通常則需要在電路中加上穩壓控制電路,一般是加上前面所介紹的取樣電路、基準電源、差分放大器以及脈沖占空比可調的控制電路,即可構成開關穩壓器。由于電路中引入了高頻變壓器的隔離,可以實現輸入電壓和輸出電壓之間的直流隔離,即安全工作點與非安全工作點之間的電氣絕緣。單端晶體管直流變換器具有線路簡單的特點,它只用一只晶體管、一個變壓器以及電容、二極管構成。功率可以做到150W~250W。根據變壓器次級側整流二極管的接法不同,單端變換器可分為反激式和正激式兩種。反激式和正激式變換器兩者的差別只是整流二極管的接法不同,但其工作原理差別很大。2、單端反激式變換器在單端反激式變換器中,整流二極管的接法使得開關晶體管導通時,二極管截止,這時電源輸入的能量以磁能的形式儲存于變壓器中;在晶體管截止期間,二極管導通,變壓器中儲存的能量傳輸給負載,因此,單端反激式變換器也稱為電感儲能式變換器。不過這里用變壓器,而不是單個電感。單端反激式變換器電路如圖2所示。當開關晶體管V的基極被輸入脈沖驅動而導通時,輸入電壓Ui便加到變壓器T的初級繞組N1上,由于變壓器T對應端的極性,次級繞組N2的極性為下正上負,二極管D截止, 次級繞組N2中沒有電流流過。當V截止時, N2繞組的電壓極性為下負上正,二極管D導通,此時V導通期間儲存在變壓器中的能量便通過二極管D向負載釋放。在工作過程中變壓器一方面起了電感儲能電感的作用,另一方面也起了變壓器的作用。由上分析可知,單端反激式變換器與前面介紹的并聯開關穩壓器的工作原理相似,因此輸出電壓為 3、單端正激式變換器在單端正激式變換器中,整流二極管的接法是在開關晶體管導通時,經過變壓器耦合,能量通過導通的二極管傳輸給負載,而在晶體管截止期間,二極管也截止。單端正激式變換器是從串聯開關變換器演變得到的,其導電過程與反激式變換器正好相反,卻與串聯開關變換器完全相同,不同之處這里增加了一個變壓器。在V 導通時,由變壓器T的對應端和二極管D1的接法決定了此期間D1導通,輸入電壓經變壓器耦合向負載傳輸能量,此時濾波電感L儲能;V截止期間,電感L中產生的感應電動勢使續流二極管D2導通,電感L中儲存的能量通過續流二極管D2向負載釋放。 此外,由于變壓器線圈存在電感,當V導通時,電感中也儲存能量;當V截止時,次級側二極管D1截止,儲存于變壓器中的磁場能量必須通過一定的途徑釋放出來,否則將在線圈的兩端產生過電壓。釋放變壓器電感中儲能(又稱祛磁)的方法還可以有很多,如在初級繞組N1兩端并聯電阻,或者并聯電容和電阻串聯網絡等以吸收反峰電壓所產生的能量。單端正激式變換器同單端反激式變換器一樣,變壓器中磁通只工作在B-H曲線的一側,因此也必須遵循磁通復位的原則,磁芯常用EE、EI、EC等型號的鐵氧體材料,磁芯要有一定尺寸的空氣隙,以免磁芯飽和。
開關電源供電方式中的電壓變壓原理
1、直流變換器式開關穩壓電源主要包括直流變換器和穩壓電路兩個部分,該穩壓電源的核心是直流變換器。直流變換器是將一種直流電壓轉換為另一種直流電壓的變換設備,它是開關電源的一個重要類別。進行直流變換通常可分為幾步:逆變器——將直流電壓轉換為較高頻率的交流電壓;高頻變壓器——將高頻交流電壓轉換為所需的交流電壓,并且實現不安全的市電與安全的輸出電源有效隔離;整流器——將高頻交流電壓轉換為直流電壓。下面介紹2種基本的變換電路,這2種功率變換器可以工作在他激狀態作功率方波放大器,也可以工作在自激狀態作方波振蕩器,產生的方波經變壓器次級側整流,將方波變換為所需的直流,它的基本電路是由一個晶體管組成的單端電路。
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