开关电源的原理是什么?

如题所述

开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的是保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。
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第1个回答  2020-03-08
开关电源振按荡方式分,可以分为自激式和它激式两种,自激式是无须外加信号源能自行振荡,自激式完全可以把它看作是一个变压器反馈式振荡电路,而它激式则完全依赖于外部维持振荡,在实际应用中自激式应用比较广泛。根据激励信号结构分类;可分为脉冲调宽和脉冲调幅两种,脉冲调宽是控制信号的宽度,也就是频率,脉冲调幅控制信号的幅度,两者的作用相同都是使振荡频率维持在某一范围内,达到稳定电压的效果,变压器的绕组一般可以分成三种类型,一组是参与振荡的初级绕组,一组是维持振荡的反馈绕组,还有一组是负载绕组在家用电器中使用的开关电源,将220V的交流电经过桥式整流,变换成300V左右的直流电,滤波后进入变压器后加到开关管的集电极进行高频振荡,反馈绕组反馈到基极维持电路振荡,负载绕组感应的电信号,经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载提供电能。负载绕组在提供电能的同时,也肩负起稳定电压的能力,其原理是在电压输出电路接一个电压取样装置,监测输出电压的变化情况,及时反馈给振荡电路调整振荡频率,从而达到稳定电压的目的,为了避免电路的干扰,反馈回振荡电路的电压会用光电耦合器隔离。大多数开关电源有待机电路,在待机状态开关电源还在振荡,只是频率比正常工作时要低。本回答被网友采纳
第2个回答  2020-02-04
开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载提供能量;当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放。图中,由电感L、电容C2和二极管D组成的电路,就具有这种功能。电感L用以储存能量,在开关断开时,储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载,使负载得到连续而稳定的能量,因二极管D使负载电流连续不断,所以称为续流二极管。在AB间的电压平均值EAB可用下式表示:
EAB=TON/T*E
式中TON为开关每次接通的时间,T为开关通断的工作周期(即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和)。
由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,AB间电压的平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(Time
Ratio
Control,缩写为TRC)。
按TRC控制原理,有三种方式:
一、脉冲宽度调制(Pulse
Width
Modulation,缩写为PWM)
开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
二、脉冲频率调制(Pulse
Frequency
Modulation,缩写为PFM)
导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
三、混合调制
导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。
第3个回答  2021-01-18

开关电源的工作原理及电路走向!简单明了,干货分享!

第4个回答  2019-04-02
开关电源就是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等),通过控制电路,使电子开关器件不停地“接通”和“关断”,让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制,从而实现dc/ac、dc/dc电压变换,以及输出电压可调和自动稳压。
  开关电源一般有三种工作模式:频率、脉冲宽度固定模式,频率固定、脉冲宽度可变模式,频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于dc/ac逆变电源,或dc/dc电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外,开关电源输出电压也有三种工作方式:直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样,前一种工作方式多用于dc/ac逆变电源,或dc/dc电压变换;后两种工作方式多用于开关稳压电源。
  根据开关器件在电路中连接的方式,目前比较广泛使用的开关电源,大体上可分为:串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中,变压器式开关电源(后面简称变压器开关电源)还可以进一步分成:推挽式、半桥式、全桥式等多种;根据变压器的激励和输出电压的相位,又可以分成:正激式、反激式、单激式和双激式等多种;如果从用途上来分,还可以分成更多种类。

开关电源工作原理详解 开关电源工作原理图
当开关管VT1 截止时,电感L感应出左负右正的电压,该电压叠加在输人电压上,经二极管VD1向负载供电,使输出电压大于输人电压,形成升压式开关电源。 8.反转式开关电源 反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压,电路均能正常工...

开关电源为什么叫开关电源
它的原理是采用工作在开关形态下的晶体管输出的宽度能够调节的大电流脉冲信号,然后取其中的平均值当做输出电压,所以叫做开关电源。开关电源的应用非常广泛,在军工设备、工业自动化控制、医疗设备、仪器仪表、通讯设备等领域中都可以看到它的身影。开关电源有哪些品牌 1、Schneider施耐德 该品牌一九二零年的时...

开关电源工作原理开关电源组成介绍
开关电源原理开关电源的工作原理不同于线性电源,线性电源是让功率晶体管工作于线性模式下,而开关电源是让功率晶体管工作于导通和关断两种工作状态下,换言之,是通过“斩波”,即把输入直流电压的幅值斩成与输入电压幅值相等的脉冲电压来实现的。开关电源的这种工作原理使得加于功率晶体管上的伏安乘积很小...

开关电源设计的工作原理是什么开关电源维修方法
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开关电源的工作原理开关电源工作模式
开关电源可以使功率晶体管工作在导通和关断两种工作状态下,其实就是将输入直流电压幅值斩成和输入电压幅值相等的脉冲电压来实现。它的工作原理就是加于功率晶体管上的伏安乘积很小(导通状态下,电压低,电流大;关断状态下,电压高,电流小),即功率晶体管上产生的损耗很小。开关电源工作模式 1、频率、...

开关电源和变压器在使用上有什么区别?
开关电源的原理是:先将交流电变成直流电,再变成更高频率的交流电通过高频变压器进行电压转换。普通变压器是直接将工频交流电进行电压转换。区别如下:开关电源重量更轻,适应电压范围更宽,电源利用效率更高,更环保,但是成本相应高一点(有时候也不算高),绝大部分场合完全可以代换变压器使用。

48v开关电源工作原理介绍
48V开关电源的工作原理可以概括为以下几个步骤:首先,交流电压经过整流桥变成直流电压。然后,直流电压经过电容器滤波,去除电压的纹波部分。接下来,经过高频开关转换器,将直流电压转换为高频脉冲信号。这个过程通过开关管控制,使得脉冲信号的占空比变化。3. 高频开关转换器的工作原理是怎样的?高频开关转换...

开关电源工作原理
开关电源的工作原理在于让功率晶体管在导通和关断的状态之间切换,形成脉冲电压,从而实现电源转换。相比于线性电源,开关电源通过“斩波”技术将输入的直流电压转换为幅值等于输入电压的脉冲电压,进一步通过变压器升高或降低电压。这一过程的效率较高,主要取决于脉冲的占空比,由控制器调节。在转换过程中,控制...

开关电源是什么
1. 定义和功能:开关电源是电源供应器的一种,它的主要作用是将标准的交流电源转换成各种形式的直流电源,为电子设备提供所需的稳定直流电。这种电源转换器通过开关的方式,实现高效能的电能转换和调节。2. 工作原理:开关电源的核心是开关电路,通过高频的开关操作,将输入的交流电转换为高频脉冲电流,然后...

开关电源工作原理详解
开关电源工作原理解析 对于热爱电源物理的人来所,其实还是很好理解开关电源工作原理的,在线性电源中,功率晶体管在工作,而线性电源中导致闭合或者是断开的则是PWM开关电源,在闭合、断开两种的状态之下,加上功率晶体管的电压是比较小的,就会成产很大的电流,关闭开关电源的时候,则是反过来的,电压大,...

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