開關(guān)電源原理

我們的系統(tǒng)里常會(huì)用到開關(guān)電源，主要用于獲得一定功率的直流電源(多數(shù)是 24V)，我們?？吹降?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/開關(guān)電源">開關(guān)電源外觀上多數(shù)象一個(gè)小主箱，通過(guò)表面開發(fā)很多散熱孔可以看到里面的電路板，可它的工作原理可能我們還不是很清楚，下面介紹一下它的常識(shí)，要有一點(diǎn)電子電氣知識(shí)才能更好的理解。

高頻開關(guān)電源由以下幾個(gè)部分組成：

一、主電路從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過(guò)程，包括： 1、輸入濾波器：其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過(guò)濾，同時(shí)也阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。 2、整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級(jí)變換。 3、逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越校 4、輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

二、控制電路一方面從輸出端取樣，經(jīng)與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達(dá)到輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)整機(jī)進(jìn)行各種保護(hù)措施。

三、檢測(cè)電路 除了提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)外，還提供各種顯示儀表數(shù)據(jù)。

四、輔助電源提供所有單一電路的不同要求電源。 開關(guān)控制穩(wěn)壓原理開關(guān)K以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開，在開關(guān)K接通時(shí)，輸入電源E通過(guò)開關(guān)K和濾波電路提供給負(fù)載RL，在整個(gè)開關(guān)接通期間，電源E向負(fù)載提供能量;當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，輸入電源E便中斷了能量的提供。可見，輸入電源向負(fù)載提供能量是斷續(xù)的，為使負(fù)載能得到連續(xù)的能量提供，開關(guān)穩(wěn)壓電源必須要有一套儲(chǔ)能裝置，在開關(guān)接通時(shí)將一部份能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在開關(guān)斷開時(shí)，向負(fù)載釋放。圖中，由電感L、電容C2和二極管D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以儲(chǔ)存能量，在開關(guān)斷開時(shí)，儲(chǔ)存在電感L中的能量通過(guò)二極管D釋放給負(fù)載，使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量，因二極管D使負(fù)載電流連續(xù)不斷，所以稱為續(xù)流二極管。

在 AB間的電壓平均值EAB可用下式表示：

式中TON為開關(guān)每次接通的時(shí)間，T為開關(guān)通斷的工作周期(即開關(guān)接通時(shí)間TON和關(guān)斷時(shí)間TOFF之和)。由式可知，改變開關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化自動(dòng)調(diào)整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時(shí)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(shí)間比率控制”

(TimeRatioControl,縮寫為 TRC)。 按TRC控制原理，有三種方式：

一、脈沖寬度調(diào)制(PulseWidthModulation,縮寫為PWM)開關(guān)周期恒定，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方式。

二、脈沖頻率調(diào)制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過(guò)改變開關(guān)工作頻率來(lái)改變占空比的方式。

三、混合調(diào)制導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)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。