
顧名思義,開關電源就是利用電子開關器件(如晶體管、場效應管、可控矽閘流管等),通過控製電路,使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”,讓電子開關器件對輸入電壓進行脈衝調製,從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換,以及輸出電壓可調和自動穩壓。
開關電源一般有三種工作模式:頻率、脈衝寬度固定模式,頻率固定、脈衝寬度可變模式,頻率、脈衝寬度可變模式。根據開關器件在電路中連接的方式,大體上可分為:串聯式開關電源、並聯式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。其中,變壓器式開關電源(後麵簡稱變壓器開關電源)還可以進一步分成:推挽式、半橋式、全橋式等多種;根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位,又可以分成:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種。
dianziyuanjianjishuwangzhiqianyijinglianzaiguotaoxianfanglaoshidekaiguandianyuanyuanliyushejixilie,cicizaizhiqiandejichushangzengjialexuduoneirong,jiangjixuyilianzaixingshifenxianggeidajia,xiwangnenggoubangzhudajiagengjialejiekaiguandianyuandegongzuoyuanlibingzuohaokaiguandianyuansheji。
開關電源電路的過渡過程——陶顯芳老師談開關電源原理與設計前(qian)麵(mian)我(wo)們(men)分(fen)析(xi)過(guo)的(de)所(suo)有(you)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu),很(hen)少(shao)提(ti)到(dao)電(dian)路(lu)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)的(de)概(gai)念(nian),實(shi)際(ji)上(shang),在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)中(zhong),工(gong)作(zuo)開(kai)關(guan)的(de)接(jie)通(tong)和(he)關(guan)段(duan),電(dian)路(lu)中(zhong)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)的(de)變(bian)化(hua)過(guo)程(cheng),都(dou)是(shi)屬(shu)於(yu)電(dian)路(lu)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng),但(dan)我(wo)們(men)為(wei)了(le)分(fen)析(xi)簡(jian)單(dan),都(dou)把(ba)電(dian)路(lu)的(de)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)基(ji)本(ben)忽(hu)略(lve)掉(diao)了(le)。如(ru)果(guo)認(ren)真(zhen)對(dui)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi),輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)一(yi)般(ban)都(dou)不(bu)是(shi)線(xian)性(xing)的(de)或(huo)鋸(ju)齒(chi)波(bo);shuchudianyayebushiyigejuxingbohuojuchibo,womenbatamendangchengjuxingbohuojuchibo,zhishizaiyigetedingtiaojianhuofanweinei,batamendebianhualvhuoshuzhidangchengleyigepingjunzhilaikandai。
在具有電感、電容、電阻的電路中,發生電路過渡過程的電壓、電(dian)流(liu)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)按(an)指(zhi)數(shu)函(han)數(shu)的(de)曲(qu)線(xian)規(gui)律(lv)變(bian)化(hua),正(zheng)弦(xian)或(huo)者(zhe)餘(yu)弦(xian)函(han)數(shu)是(shi)指(zhi)數(shu)函(han)數(shu)的(de)特(te)殊(shu)情(qing)況(kuang)。在(zai)具(ju)有(you)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)的(de)電(dian)路(lu)中(zhong),我(wo)們(men)不(bu)能(neng)簡(jian)單(dan)地(di)用(yong)正(zheng)弦(xian)波(bo)電(dian)路(lu)的(de)計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)來(lai)分(fen)析(xi),用(yong)付(fu)氏(shi)變(bian)換(huan)的(de)方(fang)法(fa)也(ye)很(hen)難(nan)分(fen)析(xi)出(chu)精(jing)確(que)結(jie)果(guo),用(yong)微(wei)分(fen)方(fang)程(cheng)對(dui)電(dian)路(lu)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)是(shi)最(zui)好(hao)的(de)方(fang)法(fa)。在(zai)電(dian)路(lu)的(de)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)中(zhong),一(yi)定(ding)要(yao)考(kao)慮(lv)電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流(liu)的(de)初(chu)始(shi)值(zhi),隻(zhi)有(you)當(dang)初(chu)始(shi)值(zhi)基(ji)本(ben)為(wei)0 或趨於某個固定值時,才可認為電路的過渡過程已經進入穩定狀態,但嚴格來說,這種情況在開關電源電路中不存在...點擊閱讀>>
反激式變壓器開關電源電路參數計算
——陶顯芳老師談開關電源原理與設計上(shang)一(yi)章(zhang)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)技(ji)術(shu)網(wang)分(fen)享(xiang)了(le)陶(tao)老(lao)師(shi)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)的(de)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)分(fen)析(xi)與(yu)計(ji)算(suan),接(jie)下(xia)來(lai)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)技(ji)術(shu)網(wang)將(jiang)繼(ji)續(xu)為(wei)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)反(fan)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)參(can)數(shu)計(ji)算(suan),主(zhu)要(yao)是(shi)對(dui)儲(chu)能(neng)濾(lv)波(bo)電(dian)感(gan)、儲能濾波電容,以及開關變壓器的參數進行計算。
前(qian)麵(mian)已(yi)經(jing)詳(xiang)細(xi)分(fen)析(xi),儲(chu)能(neng)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)進(jin)行(xing)充(chong)電(dian)時(shi),電(dian)容(rong)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)是(shi)按(an)正(zheng)弦(xian)曲(qu)線(xian)的(de)速(su)率(lv)變(bian)化(hua),而(er)儲(chu)能(neng)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)進(jin)行(xing)放(fang)電(dian)時(shi),電(dian)容(rong)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)是(shi)按(an)指(zhi)數(shu)曲(qu)線(xian)的(de)速(su)率(lv)變(bian)化(hua),但(dan)由(you)於(yu)電(dian)容(rong)充(chong)、放電的曲率都非常小,所以,把圖1-19 反激式變壓器開關電源儲能濾波電容兩端電壓的充、放電波形畫成了鋸齒波,這也相當於用曲率的平均值來取代曲線的曲率,如圖1-26 所示。
圖1-26中,uo 是變壓器次級線圈輸出波形,Up 是變壓器次級線圈輸出電壓正半周波形的峰值,Up-是變壓器次級線圈輸出電壓負半周波形的峰值,Upa 是變壓器次級線圈輸出電壓波形的半波平均值,uc 是儲能濾波電容兩端的電壓波形,Uo 是反激式變壓器開關電源輸出電壓的平均值,i1 是流過變壓器初級線圈的電流...點擊閱讀>>
推挽式變壓器開關電源原理——陶顯芳老師談開關電源原理與設計在前兩期的“陶顯芳老師談開關電源原理與設計”zhongjieshaolekaiguandianyuandianludeguoduguochengyijifanjishibianyaqikaiguandianyuandianlucanshujisuan,benqijiangjixuweidajiajiangjieshuangjishibianyaqikaiguandianyuandexiangguancanshujisuan,youyuneirongjiaoduo,xianjiuqizhongdetuiwanshibianyaqikaiguandianyuanjinxingjiangjie。
所謂雙激式變壓器開關電源,就是指在一個工作周期之內,變壓器的初級線圈分別被直流電壓正、反fan激ji勵li兩liang次ci。與yu單dan激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan不bu同tong,雙shuang激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan一yi般ban在zai整zheng個ge工gong作zuo周zhou期qi之zhi內nei,都dou向xiang負fu載zai提ti供gong功gong率lv輸shu出chu。雙shuang激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan輸shu出chu功gong率lv一yi般ban都dou很hen大da,因yin此ci,雙shuang激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan在zai一yi些xie中zhong、大型電子設備中應用很廣泛。這種大功率雙激式變壓器開關電源最大輸出功率可以達300 瓦以上,甚至可以超過1000 瓦。
推挽式、半橋式、全橋式等變壓器開關電源都屬於雙激式變壓器開關電源。本次先就其中的推挽式變壓器開關電源進行講解...點擊閱讀>>
推挽式變壓器開關電源參數的計算——陶顯芳老師談開關電源原理與設計在上期「推挽式變壓器開關電源原理及參數計算」中zhong,介jie紹shao了le交jiao流liu輸shu出chu推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan以yi及ji整zheng流liu輸shu出chu推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan原yuan理li,本ben期qi將jiang接jie著zhe上shang期qi內nei容rong繼ji續xu講jiang解jie推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan參can數shu的de計ji算suan,其qi中zhong包bao括kuo儲chu能neng濾lv波bo電dian感gan參can數shu、儲能濾波電容參數、初級線圈匝數以及初/次級線圈匝數比的計算,並對推挽式開關電源的優缺點進行了分析。
圖 1-33 中,儲能濾波電感和儲能濾波電容參數的計算,與圖1-2 的串聯式開關電源中儲能濾波電感和儲能濾波電容參數的計算方法很相似。
根據圖1-33 和圖1-34,我們把整流輸出電壓uo 和LC 濾波電路的電壓uc、電流iL 畫出如圖1-35,以便用來計算推挽式變壓器開關電源儲能濾波電感、電容的參數。
圖 1-35-a)是整流輸出電壓uo 的波形圖。實線表示控製開關K1 接通時,推挽式變壓器開關電源開關變壓器次級線圈N3 繞組輸出電壓經整流後的波形...點擊閱讀>>
半橋式變壓器開關電源原理——陶顯芳老師談開關電源原理與設計在學習了推挽式變壓器開關電源原理與參數的計算之後,接下來要為大家講解的是半橋式變壓器開關電源。
從cong原yuan理li上shang來lai說shuo,半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan也ye屬shu於yu推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan,它ta是shi多duo種zhong推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan家jia庭ting成cheng員yuan之zhi一yi,更geng適shi用yong於yu工gong作zuo電dian壓ya比bi較jiao高gao的de場chang合he。來lai看kan看kan陶tao老lao師shi對dui半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan又you有you什shen麼me獨du到dao的de見jian解jie吧ba!
在半橋式變壓器開關電源中,也是兩個控製開關K1和K2輪流交替工作,開關電源在整個工作周期之內都向負載提供功率輸出,因此,其輸出電流瞬間響應速度很高,電壓輸出特性也很好。
由於半橋式變壓器開關電源當K1開通的時候,K2的電壓正好等於輸入電壓,相當於K2的耐壓可比反激式電源或正激式電源的耐壓低一半(占空比等於二分之一時),因此,半橋式變壓器開關電源比較適用於工作電壓比較高的場合。
本期先為大家講解交流輸出半橋式變壓器開關電源。點擊閱讀>>
半橋式變壓器開關電源原理(二)——陶顯芳老師談開關電源原理與設計上shang期qi陶tao老lao師shi從cong理li論lun角jiao度du深shen度du分fen析xi了le交jiao流liu輸shu出chu半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan原yuan理li,本ben期qi將jiang繼ji續xu就jiu半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan進jin行xing講jiang解jie,目mu前qian電dian子zi元yuan件jian技ji術shu網wang已yi連lian載zai五wu期qi陶tao老lao師shi的de《開關電源原理與設計》,相關文章可點擊電子元件技術網專題頁麵進行閱讀。
圖1-39是單電容半橋式變壓器開關電源的工作原理圖。這裏的單電容是把圖1-36中的上分壓電容器C1或下分壓電容器省掉了的意思,因此,圖1-39的單電容半橋式變壓器開關電源是相對於圖1-36的雙電容半橋式變壓器開關電源而言的。
圖1-36的半橋式變壓器開關電源采用兩個電容進行分壓的方式來對開關變壓器進行供電,因此我們把它稱之為雙電容半橋式變壓器開關電源;圖1-39的(de)半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)對(dui)開(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)器(qi)進(jin)行(xing)供(gong)電(dian),因(yin)此(ci)我(wo)們(men)把(ba)它(ta)稱(cheng)之(zhi)為(wei)單(dan)電(dian)容(rong)半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。在(zai)沒(mei)有(you)特(te)別(bie)指(zhi)明(ming)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),我(wo)們(men)把(ba)兩(liang)者(zhe)都(dou)統(tong)稱(cheng)半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。點擊閱讀>>
結語(conclusion)作為留學德國的高材生,陶老師在射頻、電子係統設計方麵積累了深厚的經驗,而陶老師撰寫的技術文章也經常創下文章點擊率新記錄,《開關電源原理與設計》一yi書shu是shi陶tao老lao師shi準zhun備bei出chu版ban的de圖tu書shu,此ci書shu從cong理li論lun深shen度du分fen析xi開kai關guan電dian源yuan的de原yuan理li,書shu中zhong很hen多duo公gong式shi均jun由you陶tao老lao師shi自zi己ji推tui導dao得de出chu,且qie內nei容rong由you淺qian入ru深shen,非fei常chang適shi合he工gong程cheng師shi朋peng友you學xue習xi。在zai國guo內nei開kai關guan電dian源yuan書shu籍ji中zhong可ke算suan是shi位wei列lie第di一yi的de奇qi書shu!在此,衷心地感謝陶先生無私地奉獻,也希望此書可以給本土工程師電源設計上更多幫助。
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