开关电源工作原理 开关电源工作原理分类有哪些

标签: 2018-01-08 来源:www.zx1234.com 点击: 手机版

  开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。接下来武汉装修网的小编就带大家详细了解开关电源工作原理和开关电源工作原理分类有哪些吧。

  一、开关电源工作原理

开关电源工作原理 开关电源工作原理分类有哪些

  开关电源简介:

  1、关电源就是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等),通过控制电路,使电子开关器件不停地“接通”和“关断”,让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制,从而实现DC/AC、DC/DC电压变换,以及输出电压可调和自动稳压。

  2、关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。

  3、着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。

  开关电源工作原理结构:

开关电源工作原理 开关电源工作原理分类有哪些

  开关电源大致由主电路、开关电源控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。

  1、电路:

  (1)冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。

  (2)输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。

  (3)整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。

  (4)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。

  (5)输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。

  2、控制电路:

  一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。

  3、检测电路:

  提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

  4、辅助电源:

  实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。

  开关电源工作功能

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  1、保护功能:过电压保护(OVP)、过温度保护(OTP)、过负载保护(OLP)等。

  2、应用功能:信号功能(供电正常、供电失效)、遥控功能、遥测功能、并联功能等。

  3、特殊功能:功因矫正(PFC)、不断电(UPS)

  开关电源工作注意事项:

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  1、用合适的输入电压规格。

  2、选择合适的功率。为了使电源的寿命增长,可选用多30%输出功率额定的机种。

  3、考虑负载特性。如果负载是马达、灯泡或电容性负载,当开机瞬间时电流较大,应选用合适电源以免过载。如果负载是马达时应考虑停机时电压倒灌。

  4、 此外尚需考虑电源的工作环境温度,及有无额外的辅助散热设备,在过高的环温电源需减额输出。环温对输出功率的减额曲线。

  5、使用电源前,先确定输入输出电压规格与所用电源的标称值是否相符。

  6、 通电之前,检查输入输出的引线是否连接正确,以免损坏用户设备。

  7、检查安装是否牢固,安装螺丝与电源板器件有无接触,测量外壳与输入、输出的绝缘电阻,以免触电。

  8、保证使用的安全性和减少干扰,请确保接地端可靠接地。

  9、 多路输出的电源一般分主、辅输出,主输出特性优于辅输出,一般情况下输出电流大的为主输出。为保证输出负载调整率和输出动态等指标,一般要求每路至少带10%的负载。若用辅路不用主路,主路一定加适当的假负载。具体参见相应型号的规格书。

  10、请注意:电源频繁开关将会影响其寿命;

  11、工作环境及带载程度也会影响其寿命。

  二、开关电源工作原理分类有哪些

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  开关电源一般有三种工作模式:频率、脉冲宽度固定模式,频率固定、脉冲宽度可变模式,频率、脉冲宽度可变模式。

  1、一种工作模式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外,开关电源输出电压也有三种工作方式:直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样,前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作方式多用于开关稳压电源。

  2、关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类,DC/DC变换器现已实现模块化,且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化;AC/DC的模块化,因其自身的特性使得在模块化的进程中,遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。

  3、DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类:

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  (1) Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压U0小于输入电压Ui,极性相同。

  (2) Boost电路——升压斩波器,其输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性相同。

  (3) Buck-Boost电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。

  (4) Cuk电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电容传输。

  4、AC/DC变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化。

  5、由于内部的高频、高压、大电流开关动作,使得解决EMC电磁兼容问题难度加大,也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求,由于同样的原因,高电压、大电流开关使得电源工作损耗增大,限制了AC/DC变换器模块化的进程,因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。

  6、AC/DC变换按电路的接线方式可分为,半波电路、全波电路。按电源相数可分为,单相、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。

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