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开关电源的原理

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来源:路盛源 发布时间:2012-12-17 18:14:19
开关电源的原理 

    只要能够供给我们电能的装置
,我们称之为
电源
.无论是何种电源装置都是利用能量守衡定律,通过某种转换电路来完成电压的转换.转换式电源供应器(Switching Power Supply,简称SPS)为荷兰人NetiR.M.Rao 1970年所发展研 出来,是一种非线性转换式电源供应器.就是 将输入交流电压整流滤波后的直流高压作一定频率的切换成高压方波信号.该信号经隔离变压器转换成低压直流,再对其加以整流滤波得到固定直流电压输出.
    由于微电子的迅速发展,如今的用电设备对电源系统的要求在设计上性能更加完善,效率更高,重量较轻,体积小和高的功率。SPS正是这种趋 下的新产物,比以往的线性串联稳压器更适合。所以在日趋复杂的电子和计算机系统中SPS扮演了一个举足轻重的角色。SPS除了应用在PC计算机上以外,亦可以用于MONITOR.TERMINAL.数值工具机.仪器.音响.通讯与飞弹系统等领域中。SPSLiner线性电源供应器相比较:
 
 
重量
体积
效率
设计
连波
SPS
(60~90%)
(30~200Mv)
Liner
(30~40%)
(5 ~ 10Mv)
                         3-1
  
 开关电源由三部分组成:一是输入回路.二是输出回路.三是控制回路.
    输入回路由EMI滤波电路.高压整流滤波.隔离变压器初级和高压方波切割组件所组成,其与电网直接连接高电压.输出回路由隔离变压器次级.低压整流滤波电路所组成,其与控制回路都由低压电子元器件组成.输入回路与输出回路两者间采用隔离变压器进行隔离确保人身与低压电子器件之安全,这样不仅达到高低电压隔离,还做到高低电压的转换功能.控制回路由PWM电压调整电路和保护回路组成,高低电压回路采用光耦进行隔离.
工作原理
交流输入电压(AC)EMI滤波电路滤波一些电网来的干扰与噪声后,直接予以整流与滤波得到高压直流(DC).再将直流高压进入方波切割器件(MOSFET),切割成20~200KHZ的高频电压方波信号.该方波信号进入隔离变压器初级,而由次级所感应出的低压交流电势经整流滤波后,得到低压稳定直流输出,供给负载.不管输入电压有无变化或输出负载是否变动,都要保持输出直流电压的稳定.因此,经直流输出监控电路对输出电压加以监控,并把信号回馈给PWM逻辑控制电路调整占空比.从而调整输出电压达到稳定效果.当负载发生故障(:短路,过载等)时可通过保护电路把信号迅速回馈给PWM逻辑控制电路使方波切换组件停止工作,达到保护的功能.