DC/DC開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2014/4/26 13:36:13 訪問(wèn)次數(shù):571
開(kāi)關(guān)電源自問(wèn)世以來(lái),RFP8P10以其小型化、高效率的突出優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于各種電器設(shè)備中。它與線性穩(wěn)壓電源的最大區(qū)別是:開(kāi)關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)元件,通過(guò)周期通斷開(kāi)關(guān)元件的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓。
開(kāi)關(guān)電源的基本組成
如圖4. 11所示為開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本框圖。50 Hz的交流電經(jīng)過(guò)整流濾波電路變成含有一定脈動(dòng)成分的直流電壓,然后進(jìn)入高頻變換電路。高頻變換部分的核心是一個(gè)高頻功率開(kāi)關(guān)元器件,它將脈動(dòng)直流電壓變成高頻的矩形波,最后將這個(gè)矩形波電壓經(jīng)過(guò)整流濾波,得到所需的直流電壓。開(kāi)關(guān)電源中的控制電路包括:基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、比較放大電路、振蕩器、脈寬調(diào)制電路等。開(kāi)關(guān)電源的輸出通過(guò)采樣電路獲取電壓信號(hào),通過(guò)與給定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,進(jìn)而控制脈寬調(diào)制電路來(lái)改變高頻功率開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間比例,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。目前,脈寬調(diào)制及相關(guān)電路已集成一個(gè)芯片內(nèi)供用戶選用,如TJA94、SG3524、MC3420等構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電源。
圖4. 12為DC/DC開(kāi)關(guān)電源基本原理圖。其中,Q為開(kāi)關(guān)管,L為儲(chǔ)能電感,D為整流管,C為濾波電容,RL為負(fù)載。當(dāng)激勵(lì)脈沖為高電平時(shí),開(kāi)關(guān)管Q飽和導(dǎo)通,整流管D截止,輸入電壓加在電感L上,電感L以磁能形式存儲(chǔ)能量。當(dāng)Q截止期間,整流管D導(dǎo)通,電感L儲(chǔ)存的能量經(jīng)D釋放,在電容C兩端產(chǎn)生直流電壓,從而為負(fù)載RL提供供電電源。在給定條件下,輸出端電壓的高低由Q的飽和導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短決定,即由基極所加激勵(lì)電壓的脈沖寬度決定。
開(kāi)關(guān)電源自問(wèn)世以來(lái),RFP8P10以其小型化、高效率的突出優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于各種電器設(shè)備中。它與線性穩(wěn)壓電源的最大區(qū)別是:開(kāi)關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)元件,通過(guò)周期通斷開(kāi)關(guān)元件的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓。
開(kāi)關(guān)電源的基本組成
如圖4. 11所示為開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本框圖。50 Hz的交流電經(jīng)過(guò)整流濾波電路變成含有一定脈動(dòng)成分的直流電壓,然后進(jìn)入高頻變換電路。高頻變換部分的核心是一個(gè)高頻功率開(kāi)關(guān)元器件,它將脈動(dòng)直流電壓變成高頻的矩形波,最后將這個(gè)矩形波電壓經(jīng)過(guò)整流濾波,得到所需的直流電壓。開(kāi)關(guān)電源中的控制電路包括:基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、比較放大電路、振蕩器、脈寬調(diào)制電路等。開(kāi)關(guān)電源的輸出通過(guò)采樣電路獲取電壓信號(hào),通過(guò)與給定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,進(jìn)而控制脈寬調(diào)制電路來(lái)改變高頻功率開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間比例,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。目前,脈寬調(diào)制及相關(guān)電路已集成一個(gè)芯片內(nèi)供用戶選用,如TJA94、SG3524、MC3420等構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電源。
圖4. 12為DC/DC開(kāi)關(guān)電源基本原理圖。其中,Q為開(kāi)關(guān)管,L為儲(chǔ)能電感,D為整流管,C為濾波電容,RL為負(fù)載。當(dāng)激勵(lì)脈沖為高電平時(shí),開(kāi)關(guān)管Q飽和導(dǎo)通,整流管D截止,輸入電壓加在電感L上,電感L以磁能形式存儲(chǔ)能量。當(dāng)Q截止期間,整流管D導(dǎo)通,電感L儲(chǔ)存的能量經(jīng)D釋放,在電容C兩端產(chǎn)生直流電壓,從而為負(fù)載RL提供供電電源。在給定條件下,輸出端電壓的高低由Q的飽和導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短決定,即由基極所加激勵(lì)電壓的脈沖寬度決定。
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