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低壓差線性穩(wěn)壓器在開關電源中的應用
來源: | 作者:佚名 | 發(fā)布時間: 2016-03-21 | 301 次瀏覽 | 分享到:

電源是各種電子設備必不可缺少的組成部分,其性能的優(yōu)劣直接關系到電子設備的技術指標及能否安全可*地工作。目前常用的直流穩(wěn)壓電源分線性電源和開關電源兩大類,由于開關電源內部關鍵元器件工作在高頻開關狀態(tài),本身消耗的能量很低,開關電源效率可達80%~90%,比普通線性穩(wěn)壓電源提高近一倍,目前已成為穩(wěn)壓電源的主流產品。


  開關穩(wěn)壓電源的結構

  圖1畫出了開關穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖,它是由全波整流器,開關管Vi,激勵信號,續(xù)流二極管VD,儲能電感和濾波電容C組成。實際上,開關穩(wěn)壓電源的核心部分是一個直流變壓器。這里我們對直流變換器和逆變器作如下解釋。逆變器,它是把直流轉變?yōu)榻涣鞯难b置。逆變器通常被廣泛地應用在采用電平或電池組成的備用電源中。直流變換器,它是把直流轉換成交流,然后又把交流轉換成直流的裝置。這種裝置被廣泛地應用在開關穩(wěn)壓電源中。采用直流變換器可以把一種直流供電電壓變換成極性、數(shù)值各不同的多種直流供電電壓。

 


  開關穩(wěn)壓電源的優(yōu)點和缺點

  開關穩(wěn)壓電源優(yōu)點

  功耗小,效率高。在圖1中的開關穩(wěn)壓電源電路中,晶體管V在激勵信號的激勵下,它交替地工作在導通—截止和截止—導通的開關狀態(tài),轉換速度很快,頻率一般為50kHz左右,在一些技術先進的國家,可以做到幾百或者近1000kHz。這使得開關晶體管V的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高,其效率可達到80%。

  體積小,重量輕。從開關穩(wěn)壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒有采用笨重的工頻變壓器。由于調整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因,所以開關穩(wěn)壓電源的體積小,重量輕。

  穩(wěn)壓范圍寬。從開關穩(wěn)壓電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來調節(jié)的,輸入信號電壓的變化可以通過調頻或調寬來進行補償。這樣,在工頻電網電壓變化較大時,它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開關電源的穩(wěn)壓范圍很寬,穩(wěn)壓效果很好。此外,改變占空比的方法有脈寬調制型和頻率調制型兩種。開關穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點,而且實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多,設計人員可以根據實際應用的要求,靈活地選用各種類型的開關穩(wěn)壓電源。

  濾波的效率大為提高,使濾波電容的容量和體積大為減少。開關穩(wěn)壓電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz,是線性穩(wěn)壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍;即使采用半波整流后加電容濾波,效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下,采用開關穩(wěn)壓電源時,濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500~1/1000。電路形式靈活多樣,有自激式和他激式,有調寬型和調頻型,有單端式和雙端式等等,設計者可以發(fā)揮各種類型電路的特長,設計出能滿足不同應用場合的開關穩(wěn)壓電源。


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