開(kāi)關(guān)電源工作原理分析及圖解

開(kāi)關(guān)電源就是用通過(guò)電路控制開(kāi)關(guān)管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止。

將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓！轉(zhuǎn)為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50HZ高很多.所以開(kāi)關(guān)變壓器可以做的很小，而且工作時(shí)不是很熱?。〕杀竞艿?如果不將50HZ變?yōu)楦哳l那開(kāi)關(guān)電源就沒(méi)有意義。

開(kāi)關(guān)電源的工作流程是：

電源→輸入濾波器→全橋整流→直流濾波→開(kāi)關(guān)管(振蕩逆變)→開(kāi)關(guān)變壓器→輸出整流與濾波。

交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流

通過(guò)高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管，將那個(gè)直流加到開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)上

開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載

輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的

交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過(guò)扼流圈一類的東西，過(guò)濾掉電網(wǎng)上的干擾，同時(shí)也過(guò)濾掉電源對(duì)電網(wǎng)的干擾；

在功率相同時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率越高，開(kāi)關(guān)變壓器的體積就越小，但對(duì)開(kāi)關(guān)管的要求就越高；

開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭，以得到需要的輸出；

一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路，比如空載、短路等保護(hù)，否則可能會(huì)燒毀開(kāi)關(guān)電源。

主要用于工業(yè)以及一些家用電器上，如電視機(jī)，電腦等

開(kāi)關(guān)電源原理圖分析

1、正激電路

電路的工作過(guò)程：

a》 開(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，變壓器繞組N1兩端的電壓為上正下負(fù)，與其耦合的N2繞組兩端的電壓也是上正下負(fù)。因此VD1處于通態(tài)，VD2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)；

b》 S關(guān)斷后，電感L通過(guò)VD2續(xù)流，VD1關(guān)斷.S關(guān)斷后變壓器的激磁電流經(jīng)N3繞組和VD3流回電源，所以S關(guān)斷后承受電壓。

c》 變壓器的磁心復(fù)位：開(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，變壓器的激磁電流由零開(kāi)始，隨著時(shí)間的增加而線性的增長(zhǎng)，直到S關(guān)斷。為防止變壓器的激磁電感飽和，必須設(shè)法使激磁電流在S關(guān)斷后到下一次再開(kāi)通的一段時(shí)間內(nèi)降回零，這一過(guò)程稱為變壓器的磁心復(fù)位。

正激電路的理想化波形：

變壓器的磁心復(fù)位時(shí)間為：

Tist=N3*Ton/N1

輸出電壓：輸出濾波電感電流連續(xù)的情況下：

Uo/Ui=N2Ton/N1T

磁心復(fù)位過(guò)程：

2、反激電路

反激電路原理圖

反激電路中的變壓器起著儲(chǔ)能元件的作用，可以看作是一對(duì)相互耦合的電感。

工作過(guò)程：

S開(kāi)通后，VD處于斷態(tài)，N1繞組的電流線性增長(zhǎng)，電感儲(chǔ)能增加；

S關(guān)斷后，N1繞組的電流被切斷，變壓器中的磁場(chǎng)能量通過(guò)N2繞組和VD向輸出端釋放.S關(guān)斷后的電壓為：us=Ui+N1*Uo/N2

反激電路的工作模式：

電流連續(xù)模式：當(dāng)S開(kāi)通時(shí)，N2繞組中的電流尚未下降到零。

輸出電壓關(guān)系：Uo/Ui=N2ton/N1toff

電流斷續(xù)模式：S開(kāi)通前，N2繞組中的電流已經(jīng)下降到零。

輸出電壓高于上式的計(jì)算值，并隨負(fù)載減小而升高，在負(fù)載為零的極限情況下， ，因此反激電路不應(yīng)工作于負(fù)載開(kāi)路狀態(tài)。

反激電路的理想化波形