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    開關電源的組成與工作原理以及環路設計!

    日期:2018-08-06 14:14:07 來源:admin

      開關電源目前已經應用到各行各業,其數量巨大因此難免偶爾有出現故障的,那開關電源的工作原理及各組成部分你知道嗎?開關電源的環路設計你了解嗎?今天我們一起來看一下。

      一、開關電源組成:由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成

      1、開關電源主電路

      電流沖擊限制部分:限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。

      輸入濾波器:修復電網中存在的波涌,過濾雜波等

      整流與濾波:將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。

      逆變:將整流后的直流電變為高頻交流電,這是高頻開關電源的核心部分。

      輸出整流與濾波:根據負載需要,提供穩定并調節可靠的直流電源。

      2、控制電路

     、俳邮蛰敵龆诵畔Ρ阮~定值后控制逆變器調節改變脈寬或脈頻使得輸出穩定

     、诮邮针娐窋抵递斔捅Wo電路識別結果調整電路達到電路保護目的

      3、檢測電路:提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。

      4、輔助電源:實現電源的軟件(遠程)啟動,為保護電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。

      二、開關電源的工作原理

      開關電源就是采用功率半導體器件作為開關元件,通過周期性通斷開關,控制開關元件的占空比來調整輸出電壓。開關元件以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開關無件接通時輸入電源Vi通過開關S和濾波電路向負載RL提供能量,當開關S斷開時,電路中的儲能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負載RL釋放在開關接通時所儲存的能量,使負載得到連續而穩定的能量。

      VO=TON/T*Vi

      VO 為負載兩端的電壓平均值

      TON 為開關每次接通的時間

      T 為開關通斷的工作周期

      開關電源的工作原理

      由式可知,改變開關接通時間和工作周期的比例,VO間電壓平均值也隨之改變,因此,隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便使輸出電壓VO維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比,這種方法稱為“時間比率控制”(TimeRationControl,縮寫為TRC)。

      按TRC控制原理,有三種方式:

      1. 脈沖寬度調制(PulseWithModulation,縮寫為PWM):開關周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。

      2. 脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM):導通脈沖寬度恒定,通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。

      3. 混合調制:導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的混合。

      三、開關電源的環路設計

      開關電源的環路設計:反饋環路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。

      當反饋環路的增益過高時,輸出電壓會圍繞著平均值來回跟蹤,輸出電壓上下波動很厲害,增益越高,波動的幅度就越大,嚴重時會出現振蕩;

      當反饋環路的增益過低時,輸出電壓又會不穩定,因為電壓跟蹤不到位,會存在一個滯后誤差。

      為了使輸出電壓穩定,但又不發生振蕩,一般都把反饋環路分成三個回路來組成,

      第一回路用來決定微分增益的大小,

      第二個回路用來決定積分增益的大小,

      第三個是決定直流增益的大小。

      這樣做的目的是,在誤差信號很小的時候,環路增益很大,而在誤差小號很大的時候環路增益又會變小,即誤差放大器的增益是動態的。仔細調節這三個反饋環路的增益,就可以實現開關電源既穩定,又不出現振蕩。

      對于開關電源的介紹就到這里,如果您還有什么疑問可以聯系我們,我們會為您詳細解答!


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