現代高頻開關電源的定義和結構形式
發布時間:2008/10/6 0:00:00 訪問次數:478
開關電源是現代電子電器和電子設備(如電視機、vcd、個人計算機、測試儀器、生物醫學儀器等)的心臟和動力。標志開關電源特性的參數有 輸出電壓和輸出功率、開關頻率、噪聲和帶載時參數的變化等。在同一參數要求下還有體積、重量、外觀尺寸、效率、可靠性、對外界的電磁 干擾等性能指標。人們可以依此設計制造出完美滿意的開關電源。
一般的電源,如直接從市電或電池吸取的原生態電能,在某種意義上來說是一種質量較差的“粗電”,這些“粗電”必須要經過轉換才能成 為滿足于設備要求的“精電”,開關電源就是把市電的“粗電”轉換成直流電壓穩定的“精電”的一種電源設各。
采用電力電子技術,把一種電能轉換成另一種電能的方式有以下4種。
(1)ac/dc轉換:將交流電壓轉換成某一數值的直流電壓,俗稱整流或順變,常用的整流技術就是最基本、最簡單的ac/dc轉換。
(2)dc/dc轉換:將某一數值的直流電壓,轉換成另一數值的直流電壓。
(3)dc/ac轉換:將直流電壓轉換成某種波形、某一種電壓的交流電,俗稱逆變(inver-s1on)。
(4)ac/ac轉換:將一種波形、頻率、電壓的交流電轉換成另一種波形、頻率、電壓的交流電,實現交一交變壓變頻(cgc1o-conversion)。 ac/ac轉換也可以用整流和逆變的方式來完成。
以上述4種轉換方式為手段,可以達到多種多樣的電能轉換目的。
廣義地說,凡是采用半導體功率開關器件作為開關管,通過對開關管的高頻開通與關斷控制,將一種電能形態轉換成為另一種電能形態的裝 置,叫做開關轉換器。以開關轉換器為主要組成部分,用閉環自動控制來穩定輸出電壓,并在電路中加人保護環節的電源,叫做開關電源 (switching power supply)。如果用高頻pwm dc/dc轉換器作為開關電源的開關轉換器時,就稱為高頻開關電源。這也就是說高頻pwm dc/dc 轉換器是開關電源轉換的核心,是開關電源主電路的主要組成部分。
如圖1開關調節器電源轉換器
如圖1所示的開關電源基本原理圖,就是采用buck pwm dc/dc轉換器作為開關調節器的高頻開關電源。實際上1.2.1節中所述的14種pwm dc/dc 轉換器都可以作為高頻開關電源主電路的主要組成部分,都可以作為開關電源的轉換核心。因此就可以得到通用高頻開關電源的基本原理電路 框圖,如圖2所示。在設計時可以根據不同的使用場合和使用要求,選用不同的pwm dc/dc轉換器作為電路的主要組成部分或轉換核心。
如圖2 通用高頻開關電源的基本原理電路的框圖
如圖2所示的通用高頻開關電源框圖,是由以下四部分電路組成的:一是市電輸人的整流濾波電路,其作用是將市電輸入的交流電壓υac轉換 成紋波較小的直流電壓udc;二是開關電源的主要組成部分,也是開關電源的核心dc/dc轉換器。其作用是將市電輸人經過整流濾波的直流電壓udc(粗電),進行pwm控制和dc/dc轉換,得到另一種數值的直流穩定電壓uo(精電);三是檢測控制電路。其作用是通過r(和凡組成的分壓器檢測出輸出電壓uo的值,將uo通過誤差放大器與參考電壓uref進行比較,得到誤差值uea,將uea通過脈寬調制器pwm與鋸齒波電壓進行比較,得到pwm矩形波脈沖列,此脈沖列通過驅動器并以負反饋的方式,對dc/dc轉換器進行pwm控制,將粗電udc轉換成另一種數值的直流穩定電壓uo(精電),達到穩定輸出電壓的目的;四是開關電源的保護電路(在如圖2中未畫出來),其作用是保護開關電源安全穩定的工作。
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)
開關電源是現代電子電器和電子設備(如電視機、vcd、個人計算機、測試儀器、生物醫學儀器等)的心臟和動力。標志開關電源特性的參數有 輸出電壓和輸出功率、開關頻率、噪聲和帶載時參數的變化等。在同一參數要求下還有體積、重量、外觀尺寸、效率、可靠性、對外界的電磁 干擾等性能指標。人們可以依此設計制造出完美滿意的開關電源。
一般的電源,如直接從市電或電池吸取的原生態電能,在某種意義上來說是一種質量較差的“粗電”,這些“粗電”必須要經過轉換才能成 為滿足于設備要求的“精電”,開關電源就是把市電的“粗電”轉換成直流電壓穩定的“精電”的一種電源設各。
采用電力電子技術,把一種電能轉換成另一種電能的方式有以下4種。
(1)ac/dc轉換:將交流電壓轉換成某一數值的直流電壓,俗稱整流或順變,常用的整流技術就是最基本、最簡單的ac/dc轉換。
(2)dc/dc轉換:將某一數值的直流電壓,轉換成另一數值的直流電壓。
(3)dc/ac轉換:將直流電壓轉換成某種波形、某一種電壓的交流電,俗稱逆變(inver-s1on)。
(4)ac/ac轉換:將一種波形、頻率、電壓的交流電轉換成另一種波形、頻率、電壓的交流電,實現交一交變壓變頻(cgc1o-conversion)。 ac/ac轉換也可以用整流和逆變的方式來完成。
以上述4種轉換方式為手段,可以達到多種多樣的電能轉換目的。
廣義地說,凡是采用半導體功率開關器件作為開關管,通過對開關管的高頻開通與關斷控制,將一種電能形態轉換成為另一種電能形態的裝 置,叫做開關轉換器。以開關轉換器為主要組成部分,用閉環自動控制來穩定輸出電壓,并在電路中加人保護環節的電源,叫做開關電源 (switching power supply)。如果用高頻pwm dc/dc轉換器作為開關電源的開關轉換器時,就稱為高頻開關電源。這也就是說高頻pwm dc/dc 轉換器是開關電源轉換的核心,是開關電源主電路的主要組成部分。
如圖1開關調節器電源轉換器
如圖1所示的開關電源基本原理圖,就是采用buck pwm dc/dc轉換器作為開關調節器的高頻開關電源。實際上1.2.1節中所述的14種pwm dc/dc 轉換器都可以作為高頻開關電源主電路的主要組成部分,都可以作為開關電源的轉換核心。因此就可以得到通用高頻開關電源的基本原理電路 框圖,如圖2所示。在設計時可以根據不同的使用場合和使用要求,選用不同的pwm dc/dc轉換器作為電路的主要組成部分或轉換核心。
如圖2 通用高頻開關電源的基本原理電路的框圖
如圖2所示的通用高頻開關電源框圖,是由以下四部分電路組成的:一是市電輸人的整流濾波電路,其作用是將市電輸入的交流電壓υac轉換 成紋波較小的直流電壓udc;二是開關電源的主要組成部分,也是開關電源的核心dc/dc轉換器。其作用是將市電輸人經過整流濾波的直流電壓udc(粗電),進行pwm控制和dc/dc轉換,得到另一種數值的直流穩定電壓uo(精電);三是檢測控制電路。其作用是通過r(和凡組成的分壓器檢測出輸出電壓uo的值,將uo通過誤差放大器與參考電壓uref進行比較,得到誤差值uea,將uea通過脈寬調制器pwm與鋸齒波電壓進行比較,得到pwm矩形波脈沖列,此脈沖列通過驅動器并以負反饋的方式,對dc/dc轉換器進行pwm控制,將粗電udc轉換成另一種數值的直流穩定電壓uo(精電),達到穩定輸出電壓的目的;四是開關電源的保護電路(在如圖2中未畫出來),其作用是保護開關電源安全穩定的工作。
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