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开关电源主要的工作原理有哪些?
时间:2022-02-10 08:30:29 点击次数:1802

关于开关电源相信大家都很熟悉,在如今各个工业以及生活电器中很常见。下面将开关电源主要的几种工作原理进行介绍。

1、整流桥并联

在小功率规划中,一般很少用到整流桥的并联,但在某些大功率输出的情况下不想增加新器材单个整流桥电流又无法满足输入功率要求,就需求用到整流桥的并联了,整流桥的并联不能选用两个整流桥各自整流后直流并联的方法,由于整流桥没有配对,单纯靠自身的V-I特性,一般是无法均流的,这样就会构成两个整流桥发热不一致。一般以为在一个封装内的两个二极管是十分匹配的,是可以均分电流的,可以完结整流桥的并联了。

 

2、浮地驱动

在驱动电路规划中,常常会说到MOS管需求浮地驱动,那么什么是浮地驱动呢?简略的说就是MOS管的S极与控制IC的地不是直接相连的,也就是说不是共地的。以们常用的BUCK电路为例,控制IC的地一般是与输入电源的地共地的,而MOS管的S极与输入电源的地之间还有一个二极管,所以控制IC的驱动信号不能直接接到MOS管的栅极,而需求额外的驱动电路或驱动IC,比如变压器隔绝驱动或相似IR2110这样的带自举电路的驱动芯片。当然还有其他的方法,那就是选用其他方法给控制IC供电,然后将控制IC的地连接到MOS管的S端,这样就不是浮地了,控制IC的输出就可以直接驱动MOS管。

 

3、滞环比较器

在保护电路中,为了防止保护电路在保护点附近来回震荡,所以一般都增加必定的滞环。1M电阻就起到滞环的效果,假设没有1M电阻,很明显,VF电压抵达2.5V运放输出低电平,低于2.5V,运放输出高电平。增加1M电阻后,在运放输出低电平时,6脚电平为0.7+2.5-0.7*1000/1010=2.48V。当VF低于6脚电平后,7脚输出高电平(假设运放供电15V7脚输出可按照14V核算)可以核算此时6脚电平为2.5+14-2.5*10/1010=2.61V,假设这是一个输入欠压保护电路,且VF1001的取样,则当输入电压高于261V,电路正常作业,当电压低于248V才会欠压保护,这样就增强了保护电路的抗干扰能力,一般常常用到滞环比较器的当地有:过欠压保护电路、转灯电路等。

 

4误差扩大器输出钳位电路

规划电源中,不管是恒压源仍是恒流源,只要是闭环控制,总少不了误差扩大器,在进入闭环之前,误差扩大器输出电压为最高值,正常来说,误差扩大器供电一般在15V左右,则误差扩大器的输出在开环的时分为14V左右,跟着输入信号的增加,抵达稳压(稳流)点后,误差扩大器从最高点初步下降直到闭环需求的值,在误差扩大器输出下降过程中,时间越常天然输出超调越大电路越不容易进入安稳。增加一个二极管+稳压管后,可以在必定程度上改善这个问题,如下所示,假设稳压管是5V的,那么在开环的时分,误差扩大器输出被钳位在6V左右,这样当进入闭环的时分,误差扩大器输出就不是从14V初步下降而是从6V左右,下降到闭环需求的电压值天然需求的时间就短,电路就越容易进入安稳。咱们可以去看看IC内部的误差扩大器输出,不管IC供电电压多少伏,误差扩大器输出电压的最大值应该都不会是IC供电电压,而是6V左右吧,不知道是不是也是根据这个原因。

 

双环控制体系的切换

在规划电路中,带有限流功用的恒压源及带有限压功用的恒流源信任咱们都不生疏,很多网友在规划电路的时分,有时分会选用一个稳压环一个稳流环,逐步增加负载,稳流环输出低电平进入限流,当负载减小退出限流的时分,稳压环需求一个切换时间,那么就出现了两环路都不作业的一个空白区,在这时间内,电路相当于开环,对电路来说,总归不是功德。但假设第二个电路,就不存在这样的问题,限流的时分,稳流环拉低稳压环的基准,在这个过程中,两个环路都在作业,即便在限流过程中,忽然断开负载,由于稳压环一直在作业,所以在很短时间内电路就会进入安稳。而不会出现上述电路的空白区。

 

6、漏感的测量

在电源变压器规划过程中,咱们都很清楚变压器的漏感怎么测量,变压器电感1mH漏感600uH,假设你也测量到这种情况,那么最好再供认一下,由于知道漏感储存的能量是无法传递到副边的,假设你的变压器参数如上所说,你想想你的变压器的效率会有多少?还有人会疑惑,绕的变压器清楚漏感测验的不大,为什么在使用中会出现那么大的尖峰?由于在实践作业中,不仅仅变压器的漏感在起效果,你的布线电感也在起效果。正确的测验漏感的方法应该是其他器材先不焊,将变压器首先焊接在PCB上,然后用粗短线将MOS管,输出整流二极管短接,将输出滤波电容短接,从输入滤波电容测量进去得到的是输入的漏感。将输入滤波电容短接,从输出滤波电容测量进入,得到的是输出端的漏感,这样的测验方法考虑了PCB的散布电感,更挨近实践的情况。

 

7MOS管的驱动

过欠压、过流保护的电路,别离通过两个光耦控制驱动信号,正常情况下光耦导通,MOS管导通,出现异常后光耦堵截,MOS管断开,这个至少有两个明显的错误,咱们看看在哪里。(R6R71kR25R2610k

 

8、反响电路中两个电阻的选择根据

384X电路为例,常用的光藕隔绝反响电路接法有两种,一种是将2脚接地,光藕4脚接1脚,通过拉低1脚的电平来完结稳压。有的人觉得这种方法不合理,会选用下的方法,这种方法也是一样的道理说明电阻R5R6的选择。电路中,R7R8接成份额扩大,扩大倍数为1,也就是R7=R8,电容C2首要起滤波效果,一般选择的很小100P。假设电流采样信号在0-1V范围内,电路都正常作业,对应COMP端电压,就是就是1V--4.4V(内部二极管压降以为0.7V1VPDF提供的最低作业电压)那么折算到R6上电压应该能在0.6V--4V改动。假设光藕传输比为β,则可以得到下面的式子4R6*V0-2.5-1.1*β/R5

也就是说,当光藕原边流过最大电流的时分,副边电流在R6上的压降应不小于4V。至于R5的选择,一般光偶原边电流控制在5mA即可,这样就可以选择R6的值。

 

9、小功率反激类电源的调试

小功率反激类输出开关电源,关于常常规划的人来说,底子都是空载或轻载直接上电,由于现已驾轻就熟,所以底子不会有什么问题,首要问题在于参数的优化。但关于菜鸟或新手来说,有时分电路原理还不是很明晰,想通过动手来加强印象,假设做出来的电源直接上电,估量炸机的可能性会超越一半,所以仍是循序渐进好一些。首先,独自给控制IC供电,看看IC作业是否正常,首要看频率及MOS管的驱动信号,假设独自供电,IC都作业不正常的话,你假设直接上电后果是什么不用说了吧?IC独自供电正常后,一般都是找一个带限流功用的直流输出开关电源给规划的电源供电,然后空载上电,看输出电压是否正常,由于直流输出开关电源带限流功用,所以即便存在问题也是供电开关电源限流保护,空载输出电压正常再逐步加载。假设没有带限流功用的直流开关电源,的定见也不要草率直接加交流,可以在交流输入端串联一个白炽灯做限流功用,然后看空载是否正常,假设正常后再将白炽灯去掉加交流,这样会安全一些。

 

10、交叉调整率是怎么产生的

上面这个假设没有RL,就是一个很一般的反激电路输出整流的两个绕组,在这里,R为变压器及布线部分的直流阻抗,L为变压器绕组的漏感,N1N2就是志向的变压器绕组了。关于志向的变压器绕组,绕组电压正比于匝比,也即是假设5匝绕组输出5V,那么10匝绕组输出就是10V。假设第一个绕组是稳压5V输出的,在空载情况下,绕组底子没有电流,R1L1上压降可以不考虑,二极管压降为电流是零时分的压降值。这个时分N1绕组电压可以以为是输出电压5V+二极管压降0.4V。那么10匝绕组的电压就是2*5+0.4=10.8V,绕组空载的时分,输出电压为10.4V,跟着第二个绕组带载电流增大,电阻R2L2上压降增加,二极管V2压降也增加,那么C2上电压逐步初步下降,这个电压的改动为N2绕组的负载调整率,而不是交叉调整率。在辅绕组负载不变的情况下,假设主绕组带载改动,跟着电流的增加,R1L1V1的压降都会增加,然后引起N1绕组电压的增加(由于要确保C1上电压不变)。假定主绕组带载后N1绕组电压由原来的5.4V变成了6V.那么N2绕组的电压将变成12V,输出电容C2上的电压就会变成11.6V,这个由于主绕组带载而引起的辅绕组电压由10.4V变成了11.6V的情况,就是交叉调整率。

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