鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1240次 | 2020年04月03日
開(kāi)關(guān)電源知多少!開(kāi)關(guān)電源工作原理分析
開(kāi)關(guān)電源可以通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)模式很好的解決這一問(wèn)題。關(guān)于高頻開(kāi)關(guān)電源而言,AC輸入電壓可以在進(jìn)入變壓器之前升壓(升壓前一般是50-60KHz)。隨著輸入電壓的升高,變壓器以及電容等元器件的個(gè)頭就不用像線性電源那么的大。這種高頻開(kāi)關(guān)電源正是我們的個(gè)人pC以及像VCR錄像機(jī)這樣的設(shè)備所要的。要說(shuō)明的是,我們經(jīng)常所說(shuō)的“開(kāi)關(guān)電源”其實(shí)是“高頻開(kāi)關(guān)電源”的縮寫(xiě)形式,和電源本身的關(guān)閉和開(kāi)啟式?jīng)]有任何關(guān)系的。
事實(shí)上,終端用戶的pC的電源采用的是一種更為優(yōu)化的方案:閉回路系統(tǒng)(closedloopsystem)——負(fù)責(zé)控制開(kāi)關(guān)管的電路,從電源的輸出獲得反饋信號(hào),然后根據(jù)pC的功耗來(lái)新增或者降低某一周期內(nèi)的電壓的頻率以便能夠適應(yīng)電源的變壓器(這個(gè)方法稱作pWM,pulseWidthModulation,脈沖寬度調(diào)制)。所以說(shuō),開(kāi)關(guān)電源可以根據(jù)與之相連的耗電設(shè)備的功耗的大小來(lái)自我調(diào)整,從而可以讓變壓器以及其他的元器件帶走更少量的能量,而且降低發(fā)熱量。
反觀線性電源,它的設(shè)計(jì)理念就是功率至上,即便負(fù)載電路并不要很大電流。這樣做的后果就是所有元件即便非必要的時(shí)候也工作在滿負(fù)荷下,結(jié)果產(chǎn)生高很多的熱量。
開(kāi)關(guān)電源的工作原理
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)周期性通斷開(kāi)關(guān),控制開(kāi)關(guān)元件的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓。開(kāi)關(guān)元件以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開(kāi),在開(kāi)關(guān)無(wú)件接通時(shí)輸入電源Vi通過(guò)開(kāi)關(guān)S和濾波電路向負(fù)載RL供應(yīng)能量,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電路中的儲(chǔ)能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負(fù)載RL釋放在開(kāi)關(guān)接通時(shí)所儲(chǔ)存的能量,使負(fù)載得到持續(xù)而穩(wěn)定的能量。
VO=TON/T*Vi
VO為負(fù)載兩端的電壓平均值
TON為開(kāi)關(guān)每次接通的時(shí)間
T為開(kāi)關(guān)通斷的工作周期
由式可知,改變開(kāi)關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比例,VO間電壓平均值也隨之改變,因此,隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化自動(dòng)調(diào)整TON和T的比例便使輸出電壓VO維持不變。改變接通時(shí)間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比,這種方法稱為“時(shí)間比率控制”(TImeRaTIonControl,縮寫(xiě)為T(mén)RC)。
按TRC控制原理,有三種方式:
1.脈沖寬度調(diào)制(pulseWithModulaTIon,縮寫(xiě)為pWM)
開(kāi)關(guān)周期恒定,通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方式。
2.脈沖頻率調(diào)制(pulseFrequencyModulaTIon,縮寫(xiě)為pFM)
導(dǎo)通脈沖寬度恒定,通過(guò)改變開(kāi)關(guān)工作頻率來(lái)改變占空比的方式。
3.混合調(diào)制
導(dǎo)通脈沖寬度和開(kāi)關(guān)工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的混合。
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