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开关型直流稳压电源如何设计?

2020-12-25 11:01 公司动态 已读

  到目前为止,我们之前应该也了解了许多直流稳压电源设计,我之前讲述的所有电路都是线性稳定的,包括由分立元件和集成电压镇流器组成的串联直流稳定电路,这是由于调节管始终在线性放大区域中工作。

  线性稳压电路的优点是结构简单,调整方便,输出电压脉动低。但是,这种类型的稳压电路的主要缺点是效率低下,通常只有20%-40%。由于调节管消耗大量功率,因此可能需要将散热器安装到调节管上,这增加了电源的容量和重量,使其相对较笨重。

开关型直流稳压电源如何设计?

  直流稳压电源电路图

  最初,稳压直流电源存在许多缺陷,例如效率低,尺寸大以及难以携带,因此需要设计出一款高效电源,这就是后来的开关电源设计。

  首先,我将介绍一个开关电源,开关电源有不同类型。根据开关管和负载的连接方式:可以分为串联和并联两种。按开关器件的激励方式分:自激式和他激式;按稳压的控制方式分:脉冲宽度调制型(PWM)、脉冲频率调制型(PFM)和混合调制(即脉宽-频率调制)型。按开关管的连接和工作方式分:单端式、推挽式、半桥式和全桥式;按开关管的类型分:晶体管、VMOS管和晶闸管。

  现在,让我们首先看一下开关电源的原理图设计。

开关型直流稳压电源如何设计?

  我们需要首先分析该工作原理,对于ut ut> uA,UB = -UOPP,则关闭调节管VT,L释放能量,其感应电动势导通D,uE = -UD,VD导通。

开关型直流稳压电源如何设计?

  从该工作图中,您可以看到调节器管处于开关状态,并且发射极电势是高-低交变脉冲波形。经过LC滤波电路后,负载可提供更平滑的输出电压。这里最需要关注的输出电压,对于特定UI值,可以通过调整占空比来调整输出电压UO。 D越大,输出电压UO越大,因此被称为脉冲宽度调制(PWM)型开关电源。

  实际上,开关电源本身具有稳定的能力。这是因为随着输出电压的增加,电压比较器减少了uB波形的高电平时间,低电平时间增加了,并且调整管VT的ton导通时间增加了。随着其变小,占空比D变小并且输出电压降低。

  我不知道是否每个人都知道没有开关电源相对线性电源更难设计,但是我了解它的工作原理,知道是如何做出来的,也能提高电子电源这方面盲区。

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