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开关电源稳压电路

发布时间:2021-02-21 09:19:33

㈠ 开关电源有稳压功能吗

有!
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:
(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。
还有Sepic、Zeta电路。
上述为非隔离型电路,隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。
当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃,美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W、600W、800W等,相应的功率密度为(6.2、10、17)W/cm3,效率为(80~90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列,其开关频率为(200~300)kHz,功率密度已达到27W/cm3,采用同步整流器(MOS

㈡ 开关电源电路详细解析

开关电源的工作原理是:

1.交流电源输入经整流滤波成直流;
2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;
3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;
4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.

交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;
在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;
开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;
一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源

ATX电源的主要组成部分
EMI滤波电路:EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。

一级EMI电路:交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板,是交流电输入后所经过的第一组电路,这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来,构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。

二级EMI电路:市电进入电源板后先通过电源保险丝,然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波,然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路。保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件,而限流电阻含有金属氧化物成分,能限制瞬间的大电流,减少电源对内部元件的电流冲击。

桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电,再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。将输入端的交流电转变为脉冲直流电,目前有两种形式,一种是全桥就是把四个二极管封装在一起,一种是用4个分立的二极管组成桥式整流电路,作用相同,效果也一样。

一般说来,在全桥附近应该有两个或更多的高大桶状元件,即高压电解电容,其作用是将脉动的直流电滤除交流成分而输出比较平稳的直流电。高压电解电容的使用与开关电路的设计有密切关系,其容量往往是以往电源评测时的焦点,但实际上它的容量和电源的功率毫无关系,不过增大它的容量会减小电源的纹波干扰,提高电源的电流输出质量。

PFC电路:PFC电路称为功率因素校正或补偿电路,功率因素越高,电能利用率就越大。

目前PFC电路有两种方式,一种是无源式PFC,又称被动式PFC,一种是有源式PFC,又称主动式PFC。无源式PFC是通过一个工频电感来补偿交流输入的基波电流与电压的相位差,迫使电流与电压相位一致,无源PFC效率较低,一般只有65%-70%,且所用的工频电感又大又笨重,但由于成本低,仍有许多 ATX电源采用这种方式。有源PFC是由电子元器件组成的,体积小,重量轻,通过专用的IC去调整电流波形的相位,效率大大提高,达95%以上,但由于成本较高,通常只能在高级应用场合才能看到。

开关三极管与开关变压器:开关电源顾名思义其核心就是开关二字。开关三极管和开关变压器是开关电源的核心部件,通过自激式或他激式使开关管工作在饱和、截止(即开、关)状态,从而在开关变压器的副绕组上感应出高频电压,再经过整流、滤波和稳压后输出各种直流电压。开关三极管和开关变压器是ATX电源的核心部件,其质量直接影响电源的好坏和使用寿命,尤其是开关三极管,工作在高反压状态下,没有足够的保护电路,很容易击穿烧毁。开关管的品质直接决定了电源的稳定性,它也是电源中主要的发热元件,拆开电源后看到的主散热片上的两个晶体管就是开关管。

影响高频开关变压器性能的因素包括铁氧体的效率、磁芯截面积的大小和磁隙的宽度,截面积过小的变压器容易产生磁饱和而无法输出较大的功率,各个绕组的匝数直接影响输出的电压,通常我们无法具体的掌握这些参数,所以无法准确的判断变压器到底能输出多大的功率,只有通过电子负载机测量才能知道,另外,开关变压器的输出端虽然很多,但其中的某些输出端使用的却是相同的绕组,比如+3.3VDC和+5VDC就是这样,所以当+3.3VDC输出最大电流时+ 5VDC就无法输出很大的电流了,所以我们不能将电源各个输出端的功率进行简单的累加。

除主变压器外,一般电源内还应有两个小变压器,其中一个将开关电路控制信号进行放大以驱动开关管进行工作,同时还可以将开关管工作的高压区和集成电路工作的低压区进行物理隔离。另外一个完全是一套独立的小型开关电源,这就是我们所说的待机电路,其输出的电压为电源的主电路供电,同时通过+5V StandBy端输出到主板来实现唤醒功能。

低压整流滤波电路:经过高频开头变压器降压后的脉动电压同样要使用二极管和电容进行整流和滤波,只是此时整流时的工作频率很高,必须使用具有快速恢复功能的肖特基整流二极管,普通的整流二极管难当此任,而整流部分使用的电容也不能有太大的交流阻抗,否则就无法滤除其中的高频交流成分,因此选择的电容不但容量要大,还要有较低的交流电阻才行,此外还能见到1、2个体积硕大的带磁心的电感线圈,与滤波电容一起滤除高频的交流成分,保证输出纯净的直流电。

由于低压整流端需要输出很大的电流,所以整流二极管同样会产生大量的热量,这些二极管与前面的开关管都需要单独的散热片进行散热,电源中另一个散热片上所固定的就是这些元件。从这些元件输出的就是各种不同电压的输出电流了。

稳压和保护电路:稳压电路通常是从电源输出端的输出电压取样出部分电压与标准电压作比较,比较出的差值经过放大后去驱动开关三极管,调节开关管的占空比,从而达到电压的稳定。保护电路的作用是通过检测各端输出电压或电流的变化,当输出端发生短路、过压、过流、过载、欠压等到现象时,保护电路动作,切断开关管的激励信号,使开关管停振,输出电压和电流为零,起到保护作用

㈢ 开关电源输出的 是稳压电源还是脉冲电源

工作原理简述:
220V交流电经过第一、二级EMI滤波后变成较纯净的50Hz交流电,经全桥整流和滤波后输出300V的直流电压。300V直流电压同时加到主开关管、主开关变压器、待机电源开关管、待机电源开关变压器。由于此时主开关管没有开关信号,处于截止状态,因此主电源开关变压器上没有电压输出,图中的-12V至+3.3V,5组电压均没有电压输出。
但我们同时注意到,300V直流电加到待机电源开关管和待机电源开关变压器后,由于待机电源开关管被设计成自激式振荡方式,待机电源开关管立即开始工作,在待机电源开关变压器的次级上输出二组交流电压,经整流滤波后,输出+5VSB和+22V电压,+22V电压是专为电源内部主控IC供电的。+5VSB电压为待机电压,输出到主板上。当用户按动机箱的Power启动按键后,主板向电源发出开机信号,此时,(绿)色线处于低电平,IC内部的振荡电路立即启动,产生脉冲信号,经推动管放大后,脉冲信号经推动变压器加到主开关管的基极,使主开关管工作在高频开关状态。主开关变压器输出各组电压,经整流、滤波和稳压后,得到各组直流电压,输出到电脑主机。但此时主板上的CPU仍未启动,必须等+5V的电压从零上升到95%后,IC检测到+5V上升到4.75V时,IC发出P.G信号,使CPU启动,电脑正常工作。当用户关机时,绿色线处于高电平,IC内部立即停止振荡,主开关管因没有脉冲信号而停止工作。-12至+3.3的各组电压降至为零。电源处于待机状态。
保护电路原理简述:
在正常使用过程中,当IC检测到负载处于:短路、过流、过压、欠压、过载等状态时,IC内部发出信号,使内部的振荡停止,主开关管因没有脉冲信而停止工作。从而达到保护电源的目的。
由上述原理可知,即使我们关了电脑后,如果不切断开关电源的交流输入,待机电源是一直工作的,电源仍会有5到10瓦左右的功耗。

㈣ 开关电源和直流稳压电源有什么区别

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。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。随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。

开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。
SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用,GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。

开关电源的三个条件
1、开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态
2、高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
3、直流:开关电源输出的是直流而不是交流

㈤ (民熔)开关电源与稳压电源之间有哪些差别

普通稳压抄电源是利用变压器降压再整流的串联型稳压,由采样电路去控制电源调整管的导通电流来改变电源内阻,从而使输出电压稳定。串联型稳压电源的效率小于50%。开关型稳压电源是直接整流,获得高压直流,由高频震荡器控制开关管的通断的时间比例来调整输出电压。其实在电源的选择上,威姓工重浩“民熔电气集团”有给出不少的中肯意见,它也会经常分享一些比较实用的电气资料。
开关型电源电路有串联型和并联型两种,开关型稳压电源的优点是效率高,因为开关状态下的晶体管自身消耗的功率很小,可以达到70-80%甚至更高的效率,而且不用降压变压器,其输出变压器由于是工作在高频,其体积远小于50赫的工频变压器。所以开关型电源的电路小巧轻便。开关型电源可以在较大的电压范围正常工作。

㈥ 开关电源和稳压电源的区别

电子云
[先知] 普通稳压电源是利用变压器降压再整流的串联型稳压,由采版样电路去控制电源权调整管的导通电流来改变电源内阻,从而使输出电压稳定。串联型稳压电源的效率小于50%。
开关型稳压电源是直接整流,获得高压直流,由高频震荡器控制开关管的通断的时间比例来调整输出电压。开关型电源电路有串联型和并联型两种,开关型稳压电源的优点是效率高,因为开关状态下的晶体管自身消耗的功率很小,可以达到70-80%甚至更高的效率,而且不用降压变压器,其输出变压器由于是工作在高频,其体积远小于50赫的工频变压器。所以开关型电源的电路小巧轻便。开关型电源可以在较大的电压范围正常工作。

㈦ 开关稳压电路与串联稳压电路分别是什么

串联稳压电源分线性电源,和非线性电源。像78系列的,和老黑白电视机就是线性串联电源回。因为调整管始答终有电流通过,所以效率不高。非线性电源大体就是开关稳压电源:又可分为并联型和串联型。因串联型调整管与负载有直接连接,所以常称为热机板。并联型有变压器和光耦隔离,较为安全。因开关电源开关管工作在开关状态,效率较高。故大力推广。

㈧ 开关电源和稳压电源、稳压电源和直流电源的区别是什么

先把分类搞清了,来其中的直流电自源不应该和这个归在一类里,那只是电源上的一个标称,一般的低压设备因为使用直流电,多半都是直流电源的。

开关电源,是使用电子振荡器加电子开关驱动高频变压器进行电压变换的,故称为开关电源,现在电脑上的电源箱还有很多较轻的那种手机充电器都是属于这一类电源。

稳压电源,这个称乎比较宽,严格的说,只要能稳定输出的电压,都是可以叫作稳压电源的,而且交流直流都有可能使用。上面提到的开关电源它一般也能稳压,如果不稳压的话,它的输出电压变化太大,不能直接使用,甚至会烧坏设备。而一般来说,稳压电源还可能指使用串联或并联式稳压电路的稳压器,一般由一个普通的电源变压器后加功率直流线性稳压电路实现的。所以稳压电源这个名词要解释起来,还是不太容易的,我肯定也没说全。

㈨ 开关电源中的稳压管都起什么作用.

开关电源中的稳压管的作用:
1、基准电压源
利用稳压二级管DZ提供基准电压源的电路,经过全波整流和电容滤波得到直流电压,再经过电阻R和稳压二级管DZ组成的稳压电路,向负载RL提供一个较平稳的直流电压。当交流电源电压不稳或负载变化时,如交流电压增加,会使输出电压Uo升高,负载电压UL也增大。加在稳压二极管DZ两端的电压相应增加,假设此时稳压管已处于击穿状态,由稳压二极管的伏安特性可知。稳压二极管的电压稍有增加,其电流会急剧增加,流过电阻R的电流随之增加,UZ电压增大,使输出电压不能升高。从而维持了输出电压基本不变。这就是用稳压二极管作基准电源的基本原理。
2、 过电压保护电路

过压保护电路分为过低压保护和过高压保护电路。
某些电路和器件不允许在过低压下较长时间工作,为此可采用稳压二极管作过低电压保护电路。当电源电压US超过稳压管击穿电压时,稳压管DZ击穿导通,有足够的电流激励继电器,触点J1动作给负载RL供电。一旦电源电压过低(达不到稳压管稳定电压值)时,就没有电流流过继电器J,J1断开负载即与电源分开。限流电阻SR的选择原则是:SR=SU/Ij-Rj 其中Us为电源电压,Ij为继电器工作电流.Rj为继电器直流电阻。
过高电压保护电路:来自电源的浪涌电压过高.可以采用如图3所示的稳压管保护。图5a是直流电源过电压保护电路,图5b是交流电源过电压保护电路。正常状志下,电源电压低于稳压管的击穿电压,团稳压管的反向电阻很大,对电源相当于开路,稳压管不导通。当电源电压过高时,稳压管被击穿导通,且电流增大,电压受到限制。
3、 限幅作用

为丁防止放大器等输出电压超过限定值.可采用稳压管限幅电路。其输出的电压峰值被限制在约等于稳压管的稳定电压值上 该电路为运放限幅电路,DZ1和DZ2对接在反馈电路中。正常工作时输出电压小于稳压管DZ的稳定电压,这条反馈支路不起作用。但当输入电压达到条件时,就有一个稳压管被击穿。另一个正向导通,负反馈加强,使输出电压限制在的范围内。
ZU为稳定电压, dU为正向导通电压。稳压管用于限幅的基本电路有串联和并联之分。串联限幅的输出电压波形是输入电压波形中高于稳压管击穿电压的部分,它可用来抑制干扰脉冲,以提高电路的抗干扰能力。还能做鉴幅器。并联限幅的输出电压波形是输入波形中低于稳压管稳定电压的部分,它可以用来整形和稳定输出渡形的幅值。还能将输入的正弦波整形为方波,或是从垒波整流后的波形得到梯形波。选种梯形渡广泛应用于单结晶体管的可控触发电路中做同步电源之用。
4、 电平移动和放大器之间的耦合

一些直流放大器各级之间无耦台电容或无变压器隔离直流时,各级间的静态工作点会相互影响。为了使其各级之间都能得到一个合适的静态工作点,且被放大的信号损失较小,常用稳压管充当耦合元件。由于稳压管工作在反向击穿区的电阻很小,几乎可以无衰减地传递信号。在数字电路中,由不同类型导电的晶体管组成的分立元件电路和不同种类的数字集成电路,它们的信号电平往往有不同的幅值和极性要求,当它们相互连接时,一般都需要加一个电平移动电路接口。

稳压二极管(又叫齐纳二极管)是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管,简称稳压管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时,在一定的电流范围内(或者说在一定功率损耗范围内),端电压几乎不变,表现出稳压特性,因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压,称为双向稳压管。

参考:http://ke..com/view/178050.htm

㈩ 求开关电源稳压电路的设计

开关变压器的工作原理

开关变压器一般都是工作于开关状态;当输入电压为直流脉冲电压时,称为单极性脉冲输入,如单激式变压器开关电源;当输入电压为交流脉冲电压时,称为双极性脉冲输入,如双激式变压器开关电源;因此,开关变压器也可以称为脉冲变压器,因为其输入电压是一序列脉冲;不过要真正较量起来的时候,开关变压器与脉冲变压器在工作原理上还是有区别的,因为开关变压器还分正、反激输出,这一点后面还将详细说明。

设开关变压器铁芯的截面为S,当幅度为U、宽度为τ的矩形脉冲电压施加到开关变压器的初级线圈上时,在开关变压器的初级线圈中就有励磁电流流过;同时,在开关变压器的铁芯中就会产生磁场,变压器的铁芯就会被磁化,在磁场强度为H的磁场作用下又会产生磁通密度为B的磁力线通量,简称磁通,用“Φ ”表示;磁通密度B或磁通Φ受磁场强度H的作用而发生变化的过程,称为磁化过程。所谓的励磁电流,就是让变压器铁芯充磁和消磁的电流。

根据法拉第电磁感应定理,电感线圈中的磁场或磁通密度发生变化时,将在线圈中产生感应电动势;线圈中感应电动势为:

U=NdΦ/dt=NS*dB/dt (2-4)

式中,N为开关变压器的初级线圈的匝数; Φ为变压器铁芯的磁通量;B为变压器铁芯的磁感应强度或磁通密度平均值。

这里引进磁通密度平均值的概念,是因为变压器铁芯中的磁通并不是均匀分布,磁通密度与铁芯或铁芯截面上的磁通实际分布有关。因此,在分析诸如变压器的某些宏观特性的时候,有时需要使用平均值的概念,以便处理问题简单。
从(2-4)式可知,磁通密度的变化以等速变化进行,即:

dB/dt=U/NS (2-5)

假定磁通密度的初始值为B(0) = Bo(取t = 0),当t > 0时,磁通密度以线性规律增长,磁通密度以线性规律增长,即:

B=B0+U*t/NS (2-6)

当t = τ时,即时间达到脉冲的后沿时,磁通密度达到最大值Bm = B(τ)。磁通密度增量(磁通密度初始值和最终值之差)∆B = B(τ)-B(0) = Bm-Bo 。

当输入电压是一序列单极性矩形脉冲时,根据电磁感应定律,在变压器铁芯中将产生一个磁通密度增量与之对应,即:

△B=U*τ/NS (2-7)

如果能忽略涡流影响,则磁场强度H的平均值取决于导磁体材料的性质。变压器初级线圈内的磁化电流 的增长与H成正比。在特性曲线的直线段内磁场强度H、磁化电流Iμ 和磁通密度B都以线性变化。

脉冲电压作用结束后( t > τ ),变压器中的磁化电流将按变压器的输出电路特性,即电路参数确定的规律下降,变压器铁芯内的磁场强度和磁通密度也相减弱,此时变压器线圈内产生反极性电压,即反电动势。变压器的输出电路特性实际上就是第一章中已经详细介绍过的正、反激电压输出电路特性。

上面分析虽然都是以单极性脉冲输入为例,但对双极性脉冲输入同样有效;在方法上,只须把双极性脉冲输入看成是两个单极性脉冲分别输入即可。

开关电源变压器分单激式开关电源变压器和双激式开关电源变压器,两种开关电源变压器的工作原理和结构并不是完全一样的。单激式开关电源变压器的输入电压是单极性脉冲,并且还分正反激电压输出;而双激式开关电源变压器的输入电压是双极性脉冲,一般是双极性脉冲电压输出。

另外,为了防止磁饱和,在单激式开关电源变压器的铁芯中一般都要留气隙;而双激式开关电源变压器的铁芯磁通密度变化范围相对来说比较大,一般不容易出现磁饱和现象,因此,一般都不用留气隙。

单激式开关电源变压器还分正激式和反激式两种,对两种开关电源变压器的技术参数要求也不一样;对正激式开关电源变压器的初级电感量要求比较大,而对反激式开关电源变压器初级电感量的要求,其大小却与输出功率有关。

双激式开关电源变压器铁芯的磁滞损耗比较大,而单激式开关电源变压器铁芯的磁滞损耗却比较小。这些参数基本上都与变压器铁芯的磁化曲线有关,因此,下面首先对变压器铁芯的磁化过程进行详细分析。

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