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工控設(shè)備電源等開(kāi)關(guān)電源電路原理分析

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2019-04-25 點(diǎn)擊量：1490

工控設(shè)備電源等開(kāi)關(guān)電源電路原理分析

工控設(shè)備電源是成良公司生產(chǎn)銷(xiāo)售的一系列產(chǎn)品中的一款，具有體積小、效率高的一系列優(yōu)點(diǎn)。已廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中。然而，由于控制電路復(fù)雜，輸出紋波電壓高，工控設(shè)備電源等開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用也受到限制。
電源小型化的關(guān)鍵是電源的小型化，因此必須盡可能地減少電源電路的損耗。當(dāng)工控設(shè)備電源等開(kāi)關(guān)電源工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，工控設(shè)備電源等開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)損耗不可避免地存在，損耗隨著開(kāi)關(guān)頻率的增加而增大。另一方面，開(kāi)關(guān)電源中的變壓器和電抗器等磁性元件和電容元件的損耗隨著頻率的增加而增加。
在目前市場(chǎng)上，工控設(shè)備電源等開(kāi)關(guān)電源中的功率晶體管大多是雙極型晶體管，開(kāi)關(guān)頻率可以達(dá)到幾十kHz，MOSFET開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率可以達(dá)到幾百kHz。必須使用高速開(kāi)關(guān)器件來(lái)提高開(kāi)關(guān)頻率。對(duì)于開(kāi)關(guān)頻率高于MHz的電源，可以使用諧振電路，這被稱(chēng)為諧振開(kāi)關(guān)模式。它可以大大提高開(kāi)關(guān)速度。原則上，開(kāi)關(guān)損耗為零，噪聲非常小。這是一種提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率的方法。采用諧振開(kāi)關(guān)模式的兆赫變換器。
工控設(shè)備電源等開(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。對(duì)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50-60 KHz）。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) 備所需要的。需要說(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。

工控設(shè)備電源等開(kāi)關(guān)電源具有多種電路結(jié)構(gòu)：
（1）根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式，存在自激。（2）根據(jù)電路的組成，有諧振和非諧振
（3）根據(jù)DC／DC變換器的工作方式：1）單端正激和反激、推挽式、半橋式、全橋式等；2）降壓式、升壓式和升壓式。
（4）根據(jù)控制方式分為：脈寬調(diào)制（PWM）、脈沖頻率調(diào)制（PFM）、PWM和PFM混合。（5）根據(jù)電源隔離和反饋控制信號(hào)耦合方式，存在隔離、非隔離和變壓器耦合、光電耦合等問(wèn)題。這些組合可以形成各種開(kāi)關(guān)模式電源。因此，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)各種模式的特點(diǎn)，有效地結(jié)合起來(lái)，生產(chǎn)出高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，以滿(mǎn)足需要。
PWM電路已經(jīng)肩負(fù)起了電壓整流的工作。輸入電壓在經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管之前將會(huì)再次校正，而且進(jìn)入變壓器的電壓已經(jīng)成為方形波。所以，變壓器輸出的波形也是方形波，而不是正弦波。由于此時(shí)波形已經(jīng)是方形波，所以電壓可以輕而易舉的被變壓器轉(zhuǎn)換為 DC直流電壓。也就是說(shuō)，當(dāng)電壓被變壓器重新校正之后，輸出電壓已經(jīng)變成了DC直流電壓。這就是為什么很多時(shí)候開(kāi)關(guān)電源經(jīng)常會(huì)被稱(chēng)之為DC-DC轉(zhuǎn)換器。

饋送PWM控制電路的回路負(fù)責(zé)所有需要的調(diào)節(jié)功能。如果輸出電壓錯(cuò)誤時(shí)，PWM控制電路就會(huì)改變工作周期的控制信號(hào)以適應(yīng)變壓器，最終將輸出電壓校正過(guò)來(lái)。這種情況經(jīng)常會(huì)發(fā)生在PC功耗升高的時(shí)侯，此時(shí)輸出電壓趨于下降，或者PC功耗下降時(shí)，此時(shí)輸出電壓趨于上升。

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