什么是高頻開關(guān)電源?高頻開關(guān)電源原理
一、主電路
從交流電網(wǎng)輸進(jìn)、直流輸出的全過程,包括:
1、輸進(jìn)濾波器:其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾,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小。
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,然后往控制逆變器,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)試電路提供的資料,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資料。
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),輸進(jìn)電源E通過開關(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),輸進(jìn)電源E便中斷了能量的提供??梢?,輸進(jìn)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,在開關(guān)斷開時(shí),向負(fù)載開釋。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中的能量通過二極管D開釋給負(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間的電壓均勻值EAB可用下式表示:
EAB=TON/T*E
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間電壓的均勻值也隨之改變,因此,隨著負(fù)載及輸進(jìn)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"(Time Ratio Control,縮寫為TRC)。
按TRC控制原理,有三種方式:
一、脈沖寬度調(diào)制(PULSE Width Modulation,縮寫為PWM)
開關(guān)周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
二、脈沖頻率調(diào)制(PULSE Frequency Modulation,縮寫為PFM)
導(dǎo)通脈沖寬度恒定,通過改變開關(guān)工作頻率來改變占空比的方式。
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。
高頻開關(guān)電源不需要大幅度進(jìn)步開關(guān)速度就可以在理論上把開關(guān)損耗降到零,而且噪聲也小。
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