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自激式直流穩壓電源原理詳細分析
添加時間: 2018-8-3 16:14:04 來源: 作者: 點擊數:3994

        自激式直流穩壓源它具有體積小、重量輕、效率高、對電網電壓及頻率的變化適應性強、輸出電壓保持時間長、有利于計算機信息保護等優點。

        因而自激式直流穩壓電源廣泛應用于以電子計算機為主導的各種終端設備、通信設備,是當今電子信息產業飛一款自激式直流穩壓電源原理分析。

        開關電源的工作原理:

        自激式直流穩壓電源輸入電壓為AC220v,50Hz的交流電,經過濾波,再由整流橋整流后變為直流,通過控制電路中開關管的導通和截止使高頻變壓器的一次測產生低壓高頻電壓,經由小功率高頻變壓器藕合到二次測,再經整流濾波,得到直流電壓輸出。為了使輸出電壓穩定,用了TL431取樣,將誤差經光耦合放大,通過PWM來控制開關管的導通與截止時間(即占空比),使得輸出電壓保持穩定。

        開關電源的設計:

        在此功率轉換電路中,采用單端反激式變換器,單端是因為其高頻變壓器的磁芯只工作在第一象限。按變壓器的副邊開關整流器二極管的接線方式不同,單端變換器可分為兩種:正激式與反激式。

        原邊主功率開關管與副邊整流管的開關狀態相反(開關管導通時,副邊的整流二極管截止)稱為單端反激式。

直流穩壓電源

        當原邊加到高電平激勵脈沖使Q1導通,直流輸入高頻變壓器的原邊兩端,此時因副邊是上負下正,使整流二極管截止;當驅動脈沖為低電平使Q1截止,原邊兩端極性反向,使副邊繞組兩端變為上正下負,則整流二極管被正向導通,此后變壓器副邊的磁能向負載釋放。

        因此自激式直流穩壓電源單端反激式變換器只是在原邊Q1導通時儲存能量,當它截止時才向負載釋放,故高頻變壓器在開關過程中,既起變壓隔離作用,又是電感儲能元件。

        高頻變換器部分:

        自激式直流穩壓電源由于高頻變壓器原邊在單位時間里提供的功率與ton的平方和頻率成正比、與輸入原邊直流電壓的平方成正比,與原邊繞組匝數成反比,若不考慮變壓器的消耗,由能量守恒可得變壓器副邊功率,即輸出的功率與變壓器副邊匝數,以及負載無關,只由原邊提供的功率決定。因此要得到不同的輸出功率,就只有靠改變高頻變壓器原邊的功率。

        自激式直流穩壓電源改變ton對輸出功率的影響最大,但受到磁通復位條件的限制不宜較大的改變,要改變輸入原邊的直流電壓,只能改變前面電路的濾波電感與濾波電容等參數,還可以在前面加入一個電位器,也能改變直流電壓,而頻率要受到功率開關管本身條件的限制。

        所以自激式直流穩壓電源改變原邊繞組匝數是一個比較好的方法,原邊線圈繞組寬度不要太長,而將其分為多層,每一層的接入都用一個開關控制,需要不同的繞組匝數接入不同的開關就能很好的控制原邊上的功率,從而得到不同的輸出功率。

        但是,toff時間內要使高頻變壓器的原邊磁通復位,在ton時間內要使其副邊磁通復位,如果在開關工作周期結束時,磁通沒有回到周期開始的起點,則變壓器磁芯內的磁通就會逐漸增加,導致磁芯飽和而損壞功率開關管。

        要滿足自激式直流穩壓電源單端變換器的磁通復位條件,就要使Ton與Toff的時間適當,不能太長,否則使開關管的頻率變低,同時與高頻變壓器原邊與副邊繞組的匝數有關。

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