3273开环电源的原理以及发展趋势

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1、开关电源的原理与发展趋势摘要：电源是各种电子设备不可或缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。对于开关电源的广泛应用，有必要对具原理进行了解、对具发展趋势有所掌握，对现实工作将有极人帮助。电源是各种电了设备不可或缺的组成部分，其性能优劣肯接关系到电了设备的技术指标及能否安全可靠地工作。目前常用的胃流稳压电源和开关电源两大类。由于开关电源木身消耗的能量低，电源效率比普通线性稳压电源提高一倍，被广泛用于电了计算机、通讯、家电等各个行业。对于开关电源的广泛应用，有必要对其原理进行了解、对其发展趋势有所掌握，对现实工作将有极大帮助。开关电源(SwitchModePow

2、erSupply,即SMPS)被誉为高效节能型电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成稳压电源的主流产品。半个世纪以來，开关电源大致经历了四个发展阶段。早期的开关电源全部市分离元件构成，不仅开关频率低、效率不高，而口电路复朵，不易调试。在20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路，仅对开关电源中的控制电路实现了集成化。20世纪80年代问世的单片开关稳压器，从本质上讲仍属于DC/DC电源变换器。随着各种类型单片开关电源集成电路的问世,AC/DC电源变换器的集成化变为现实一、开关电源的电路组成:开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(盹、整流滤波电路、功率变换电路、IW壮制器电路、输出整流滤波电

3、路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输岀短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如一N:I*

4、EMI电跑T_T_

5、厂I1I

6、I厂

7、辅入过欠压

8、IPFC单元I煤护单元11—I111II、起放过压保吁II厂一1H_穗压坏路一

9、取样

10、IIII开关电源电路方框图二、输入电路的原理及常见电路:1、攵输入整流滤波电路原理:①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MN1、MX2MN3:Fl、F2F3.FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，Fl、F2F3会烧毁保护后级电路。②输

11、入滤波电路：Cl、LI、C2.C3组成的双兀型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰,同吋也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，耍对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬吋能量全消耗在KT1电阻上，一矩吋间后温度升高后KH阻值减小（KH是负温系数元件），这吋它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。①整流滤波电路：交流电压经逐G1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将増人。2DC输入滤波电路原理:①输入滤波电路：Cl、LI、C2组成的双汽型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及

12、杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。CiQ为安规电容，L2L3为差模电感。②Rl、RZR3.Zl、C6QI、Z2.R4也Q2RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RD构成冋路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RD将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路:1、应管的工作原理：冃前应用最广泛的绝缘栅场效应管是卜CSFET（应管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由

13、于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，NCS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。2常见的原理图:工作原理：R4CNRR6C4DI、B2组成缓冲器，和开关M用管并接，使开关管电压应力减少，测I减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1VH寸，LC3842停止工作，开关管Q1立即关断。R1和Q1中的结电容03&起组成RC网络，电

14、容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁十扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MDS管的CS电压限制在18V以下，从而保护了卜OS管。Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大吋，Q1导通吋间越长，变压器所储存的能量也就越多；当Q1截止吋，变压器通过DI、D2RR4C3释放能量，同时也达到了磁场复位的冃的，为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。IC