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开关稳压电源的基本原理

菜鸟
2010-03-25 12:03:09    评分
高频开关电源系统的基本电路及工作波形如图1所示,其中VT为开关调整管,VD为续流二极管。电感L为储能元件,C为滤波电容,RL为负载电阻。


图1 开关电源基本电路及工作波形

  当开关管基极输入开关脉冲信号时,开关管则周期性地处在饱和导通与截止两个状态。把开关管的两个状态假定为理想的开关,开关周期为T,导通期为T1=ξT,其中ξ为占空比(ξ<1)。在T1期间,开关管饱和导通,二极管VD因反偏而截止,电感L两端电压为Ui-Uo。由于电路参数选择L很大,故流过VT及L的电流IL1近似线性增大,IL1=IC=(Ui-Uo),该电流一方面通过电容C平滑滤波后,输出Uo供负载,同时在电感L上存储了磁场能量。理想状态下,开关管VT饱和导通时UCE=0,二极管VD截止,ID=0OT2期间,开关管VT截止。由于电感中的电流不能突变,通过电感乙的电流不断减小,于是在其两端产生左负右正的感应电压。此感应电压使二极管VD正偏而导通,电感乙中存储的磁场能量通过VD和RL释放,释放电流IL2近似为随时间线性减小的锯齿波电流。释放电流IL2继续维持在开关管截止期间为负载提供电流。在T2期间,ID=IL2;晶体管IC=0,UCE=Ui,L两端电压为Uo。

  在一个周期内,开关管导通期间电感L存储的能量等于开关管截止期间释放的能量,即开关管饱和期间通 过电感电流的增量ΔIL1与开关管截止期间电感电流的减少量ΔIL2相等时,电路达到动态平衡,获得一个 稳定输出Uo。根据稳定条件ΔIL1=ΔIL2可得

         

  由式(7-3-3)可见,可以通过控制开关管激励脉冲的占空比δ来调整开关电源的输出电压Uo。

  从前面的分析可知,电路中的工极管YD在开关管截止期间起到延续负载电流的作用,故称之为续流二极 管。而储能电感L及电容C在电路中起平滑开关脉冲、稳定输出电流作用,即通常的滤波作用,故又把二极 管YD和L、C组成的电路称之为DLC滤波电路。

  高频开关电源系统的基本组成框图如图2所示。由于输入电压或负载电流的变化而引起输出电压变化时,可通 过取样电路取出其变化量与基准量比较,其误差电压通过比较放大器放大,控制(即调制)开关脉冲宽度 ,达到稳定输出电压的日的。脉冲调宽电路的功能就是对开关脉冲宽度进行调制,用误差电压作为调制信 号,使开关脉冲宽度受误差电压的控制。


图2     开关稳压电源的基本组成框图




关键词: 开关     稳压电源     基本     原理     电路    

助工
2014-12-08 17:39:03    评分
2楼
开关调整器件怎样选型呢

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