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现代高频开关电源的定义和结构形式

发布时间:2008/10/6 0:00:00 访问次数:486

  开关电源是现代电子电器和电子设备(如电视机、vcd、个人计算机、测试仪器、生物医学仪器等)的心脏和动力。标志开关电源特性的参数有 输出电压和输出功率、开关频率、噪声和带载时参数的变化等。在同一参数要求下还有体积、重量、外观尺寸、效率、可靠性、对外界的电磁 干扰等性能指标。人们可以依此设计制造出完美满意的开关电源。

  一般的电源,如直接从市电或电池吸取的原生态电能,在某种意义上来说是一种质量较差的“粗电”,这些“粗电”必须要经过转换才能成 为满足于设备要求的“精电”,开关电源就是把市电的“粗电”转换成直流电压稳定的“精电”的一种电源设各。

  采用电力电子技术,把一种电能转换成另一种电能的方式有以下4种。

  (1)ac/dc转换:将交流电压转换成某一数值的直流电压,俗称整流或顺变,常用的整流技术就是最基本、最简单的ac/dc转换。

  (2)dc/dc转换:将某一数值的直流电压,转换成另一数值的直流电压。

  (3)dc/ac转换:将直流电压转换成某种波形、某一种电压的交流电,俗称逆变(inver-s1on)。

  (4)ac/ac转换:将一种波形、频率、电压的交流电转换成另一种波形、频率、电压的交流电,实现交一交变压变频(cgc1o-conversion)。 ac/ac转换也可以用整流和逆变的方式来完成。

  以上述4种转换方式为手段,可以达到多种多样的电能转换目的。

  广义地说,凡是采用半导体功率开关器件作为开关管,通过对开关管的高频开通与关断控制,将一种电能形态转换成为另一种电能形态的装 置,叫做开关转换器。以开关转换器为主要组成部分,用闭环自动控制来稳定输出电压,并在电路中加人保护环节的电源,叫做开关电源 (switching power supply)。如果用高频pwm dc/dc转换器作为开关电源的开关转换器时,就称为高频开关电源。这也就是说高频pwm dc/dc 转换器是开关电源转换的核心,是开关电源主电路的主要组成部分。



  如图1开关调节器电源转换器

  如图1所示的开关电源基本原理图,就是采用buck pwm dc/dc转换器作为开关调节器的高频开关电源。实际上1.2.1节中所述的14种pwm dc/dc 转换器都可以作为高频开关电源主电路的主要组成部分,都可以作为开关电源的转换核心。因此就可以得到通用高频开关电源的基本原理电路 框图,如图2所示。在设计时可以根据不同的使用场合和使用要求,选用不同的pwm dc/dc转换器作为电路的主要组成部分或转换核心。

  如图2 通用高频开关电源的基本原理电路的框图

  如图2所示的通用高频开关电源框图,是由以下四部分电路组成的:一是市电输人的整流滤波电路,其作用是将市电输入的交流电压υac转换 成纹波较小的直流电压udc;二是开关电源的主要组成部分,也是开关电源的核心dc/dc转换器。其作用是将市电输人经过整流滤波的直流电压udc(粗电),进行pwm控制和dc/dc转换,得到另一种数值的直流稳定电压uo(精电);三是检测控制电路。其作用是通过r(和凡组成的分压器检测出输出电压uo的值,将uo通过误差放大器与参考电压uref进行比较,得到误差值uea,将uea通过脉宽调制器pwm与锯齿波电压进行比较,得到pwm矩形波脉冲列,此脉冲列通过驱动器并以负反馈的方式,对dc/dc转换器进行pwm控制,将粗电udc转换成另一种数值的直流稳定电压uo(精电),达到稳定输出电压的目的;四是开关电源的保护电路(在如图2中未画出来),其作用是保护开关电源安全稳定的工作。

  欢迎转载,信息来自维库电子市场网(www.dzsc.com)



  开关电源是现代电子电器和电子设备(如电视机、vcd、个人计算机、测试仪器、生物医学仪器等)的心脏和动力。标志开关电源特性的参数有 输出电压和输出功率、开关频率、噪声和带载时参数的变化等。在同一参数要求下还有体积、重量、外观尺寸、效率、可靠性、对外界的电磁 干扰等性能指标。人们可以依此设计制造出完美满意的开关电源。

  一般的电源,如直接从市电或电池吸取的原生态电能,在某种意义上来说是一种质量较差的“粗电”,这些“粗电”必须要经过转换才能成 为满足于设备要求的“精电”,开关电源就是把市电的“粗电”转换成直流电压稳定的“精电”的一种电源设各。

  采用电力电子技术,把一种电能转换成另一种电能的方式有以下4种。

  (1)ac/dc转换:将交流电压转换成某一数值的直流电压,俗称整流或顺变,常用的整流技术就是最基本、最简单的ac/dc转换。

  (2)dc/dc转换:将某一数值的直流电压,转换成另一数值的直流电压。

  (3)dc/ac转换:将直流电压转换成某种波形、某一种电压的交流电,俗称逆变(inver-s1on)。

  (4)ac/ac转换:将一种波形、频率、电压的交流电转换成另一种波形、频率、电压的交流电,实现交一交变压变频(cgc1o-conversion)。 ac/ac转换也可以用整流和逆变的方式来完成。

  以上述4种转换方式为手段,可以达到多种多样的电能转换目的。

  广义地说,凡是采用半导体功率开关器件作为开关管,通过对开关管的高频开通与关断控制,将一种电能形态转换成为另一种电能形态的装 置,叫做开关转换器。以开关转换器为主要组成部分,用闭环自动控制来稳定输出电压,并在电路中加人保护环节的电源,叫做开关电源 (switching power supply)。如果用高频pwm dc/dc转换器作为开关电源的开关转换器时,就称为高频开关电源。这也就是说高频pwm dc/dc 转换器是开关电源转换的核心,是开关电源主电路的主要组成部分。



  如图1开关调节器电源转换器

  如图1所示的开关电源基本原理图,就是采用buck pwm dc/dc转换器作为开关调节器的高频开关电源。实际上1.2.1节中所述的14种pwm dc/dc 转换器都可以作为高频开关电源主电路的主要组成部分,都可以作为开关电源的转换核心。因此就可以得到通用高频开关电源的基本原理电路 框图,如图2所示。在设计时可以根据不同的使用场合和使用要求,选用不同的pwm dc/dc转换器作为电路的主要组成部分或转换核心。

  如图2 通用高频开关电源的基本原理电路的框图

  如图2所示的通用高频开关电源框图,是由以下四部分电路组成的:一是市电输人的整流滤波电路,其作用是将市电输入的交流电压υac转换 成纹波较小的直流电压udc;二是开关电源的主要组成部分,也是开关电源的核心dc/dc转换器。其作用是将市电输人经过整流滤波的直流电压udc(粗电),进行pwm控制和dc/dc转换,得到另一种数值的直流稳定电压uo(精电);三是检测控制电路。其作用是通过r(和凡组成的分压器检测出输出电压uo的值,将uo通过误差放大器与参考电压uref进行比较,得到误差值uea,将uea通过脉宽调制器pwm与锯齿波电压进行比较,得到pwm矩形波脉冲列,此脉冲列通过驱动器并以负反馈的方式,对dc/dc转换器进行pwm控制,将粗电udc转换成另一种数值的直流稳定电压uo(精电),达到稳定输出电压的目的;四是开关电源的保护电路(在如图2中未画出来),其作用是保护开关电源安全稳定的工作。

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