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1、 开关式稳压电源的各种电路类型概述1、基本电路 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变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构成。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。 单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路:电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激,是指当开关管VT1 导通时,高频变压器初级
2、绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时,变压器初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1 整流和电容滤波后向负载输出。 单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20100,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。 单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在20200kHz之间。 单端正激式开关电源 单端正激式开关电源的典型电路:这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管VT1导通时,V
3、D2也导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感储存能量;当开关管VT1截止时,电感通过续流二极管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能大于。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,所以输出功率范围大,可输出50200 的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。 自激式开关稳压电源 自激式开关稳压电源的典型电路:这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源,也是目前广泛使用的基本电源之
4、一。 当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流,使VT1开始导通,其集电极电流Ic在L1中线性增长,在L2 中感应出使VT1 基极为正,发射极为负的正反馈电压,使VT1 很快饱和。与此同时,感应电压给C1充电,随着C1充电电压的增高,VT1基极电位逐渐变低,致使VT1退出饱和区,Ic 开始减小,在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压,使VT1 迅速截止,这时二极管VD1导通,高频变压器初级绕组中的储能释放给负载。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,逐渐提高VT1基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。这里就
5、像单端反激式开关电源那样,由变压器的次级绕组向负载输出所需要的电压。 自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从,也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态,具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源,亦适用于小功率电源。 推挽式开关电源 推挽式开关电源的典型电路:它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。 这种电路的优点是两个开关管容易驱动,主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压
6、。电路的输出功率较大,一般在100-500 范围内。 降压式开关电源 降压式开关电源的典型电路: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向充电,这一电流使电感中的储能增加。当开关管VT1截止时,电感感应出左负右正的电压,经负载RL和续流二极管VD1释放电感中存储的能量,维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。 这种电路使用元件少,它同下面介绍的另外两种电路一样,只需要利用电感、电容和二极管即可实现。 升压式开关电源 升压式开关电源的稳压电路:当开关管 VT1 导通时,电感储存能量。当开关管VT1 截止时,电感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,形成升压式开关电源。 反转式开关电源 反转式开关电源的典型电路:这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压,电路均能正常工作。 当开关管 VT1 导通时,电感L 储存能量,二极管VD1 截止,负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时,电感中的电流继续流通,并感应出上负下正的电压,经二极管VD1向负载供电,同时给电容充电。