微桥科技产品新闻动态管理发布系统 现在是
首页 ·公司动态 ·产品动态 ·原厂动态 ·行业动态 ·技术资料 ·LED驱动 ·DC-DC ·AC-DC ·MOSFET ·音频功放 ·电池管理 ·霍尔及马达驱动 ·其他 ·联系我们

当前位置:首页>>技术资料>>产品相关资料 >>开关电源原理与设计   双击自动滚屏
发布者:来自网络 发布时间:2010-1-16 阅读:12078次    关键字: 开关电源原理与设计
开关电源原理与设计


陶显芳

第一章 开关电源的基本工作原理

1-1.几种基本类型的开关电源

顾名思义,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。

下面我们先对串联式、并联式、变压器式等三种最基本的开关电源工作原理进行简单介绍,其它种类的开关电源也将逐步进行详细分析。

1-2.串联式开关电源

1-2-1.串联式开关电源的工作原理

图1-1-a是串联式开关电源的最简单工作原理图,图1-1-a中Ui是开关电源的工作电压,即:直流输入电压;K是控制开关,R是负载。当控制开关K接通的时候,开关电源就向负载R输出一个脉冲宽度为Ton,幅度为Ui的脉冲电压Up;当控制开关K关断的时候,又相当于开关电源向负载R输出一个脉冲宽度为Toff,幅度为0的脉冲电压。这样,控制开关K不停地“接通”和“关断”,在负载两端就可以得到一个脉冲调制的输出电压uo 。

图1-1-b是串联式开关电源输出电压的波形,由图中看出,控制开关K输出电压uo是一个脉冲调制方波,脉冲幅度Up等于输入电压Ui,脉冲宽度等于控制开关K的接通时间Ton,由此可求得串联式开关电源输出电压uo的平均值Ua为:

 

 

串联式开关电源输出电压uo的幅值Up等于输入电压Ui,其输出电压uo的平均值Ua总是小于输入电压Ui,因此,串联式开关电源一般都是以平均值Ua为变量输出电压。所以,串联式开关电源属于降压型开关电源。

串联式开关电源也有人称它为斩波器,由于它工作原理简单,工作效率很高,因此其在输出功率控制方面应用很广。例如,电动摩托车速度控制器以及灯光亮度控制器等,都是属于串联式开关电源的应用。如果串联式开关电源只单纯用于功率输出控制,电压输出可以不用接整流滤波电路,而直接给负载提供功率输出;但如果用于稳压输出,则必须要经过整流滤波。
串联式开关电源的缺点是输入与输出共用一个地,因此,容易产生EMI干扰和底板带电,当输入电压为市电整流输出电压的时候,容易引起触电,对人身不安全。

为了方便大家阅读,附后续连接地址:

开关电源原理与设计(连载二)串联式开关电源输出电压滤波电路
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=230

开关电源原理与设计(连载三)串联式开关电源储能滤波电感的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=232

开关电源原理与设计(连载四)串联式开关电源储能滤波电容的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=233

开关电源原理与设计(连载五)反转式串联开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=244

开关电源原理与设计(连载六)反转式串联开关电源储能电感的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=246

开关电源原理与设计(连载七)反转式串联开关电源储能滤波电容的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=247

开关电源原理与设计(连载八)并联式开关电源的工作原理
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=248

开关电源原理与设计(连载九)并联式开关电源输出电压滤波电路
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=264

开关电源原理与设计(连载十)并联开关电源储能电感的计算
\http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=265

开关电源原理与设计(连载11)单激式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=266

开关电源原理与设计(连载12)单激式变压器开关电源工作原理
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=267

开关电源原理与设计(连载13)正激式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=279

开关电源原理与设计(连载14)正激式变压器开关电源的优缺点
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=280

开关电源原理与设计(连载15)正激式变压器开关电源电路参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=281

开关电源原理与设计(连载16)正激式开关电源变压器参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=282

开关电源原理与设计(连载17)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=356

开关电源原理与设计(连载18)反激式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=358

开关电源原理与设计(连载19)反激式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=359

开关电源原理与设计(连载20)开关电源电路的过渡过程
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=361

开关电源原理与设计(连载21)开关电源电路的过渡过程(part2)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=377

开关电源原理与设计(连载22)反激式变压器开关电源电路参数计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=409

开关电源原理与设计(连载23)反激式开关电源变压器参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=410

开关电源原理与设计(连载24)反激式开关电源变压器初级线圈电感量的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=411

开关电源原理与设计(连载25)反激式变压器开关电源的优缺点
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=504

开关电源原理与设计(连载26)双激式变压器开关电源(part1)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=505

开关电源原理与设计(连载27)双激式变压器开关电源(part2)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=511

开关电源原理与设计(连载28)整流输出推挽式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=512

开关电源原理与设计(连载29)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=513

开关电源原理与设计(连载30)推挽式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=514

开关电源原理与设计(连载31)推挽式开关电源变压器参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=515

开关电源原理与设计(连载32)推挽式开关电源的优缺点
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=543

开关电源原理与设计(连载33)半桥式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=584

开关电源原理与设计(连载34)交流输出半桥式变压器开关电源(part1)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=585

开关电源原理与设计(连载35)交流输出半桥式变压器开关电源(part2)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=586

开关电源原理与设计(连载36)交流输出单电容半桥式变压器开关电源(part1)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=766

开关电源原理与设计(连载37)交流输出单电容半桥式变压器开关电源(part2)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=767

开关电源原理与设计(连载38)单电容半桥式变压器开关电源输出电压
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=770

开关电源原理与设计(连载39)整流输出半桥式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=772

开关电源原理与设计(连载40)半桥式开关电源储能滤波电感、电容参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=922

开关电源原理与设计(连载41)半桥式开关电源变压器参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=923

开关电源原理与设计(连载42)半桥式变压器开关电源的优缺点
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=925

开关电源原理与设计(连载43)全桥式变压器开关电源
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=993

开关电源原理与设计(连载44)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=2093

开关电源原理与设计(连载45)全桥式开关电源变压器参数的计算
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=996

开关电源原理与设计(连载46)全桥式变压器开关电源的优缺点
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1046

开关电源原理与设计(连载47)开关电源主要器件之开关电源变压器
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1048

开关电源原理与设计(连载48)开关变压器的工作原理
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1050

开关电源原理与设计(连载49)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1141

开关电源原理与设计(连载50)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1224

开关电源原理与设计(连载51)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1225

开关电源原理与设计(连载52)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1226

开关电源原理与设计(连载53)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1276

开关电源原理与设计(连载54)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1277

开关电源原理与设计(连载55)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1340

开关电源原理与设计(连载56)双激式开关电源变压器存在的风险
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1357

开关电源原理与设计(连载57)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1381

开关电源原理与设计(连载58)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1382

开关电源原理与设计(连载59)开关电源变压器铁芯磁滞回线测量-part1
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1487

开关电源原理与设计(连载60)开关电源变压器铁芯磁滞回线测量-part2
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1500

开关电源原理与设计(连载61)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1535

开关电源原理与设计(连载62)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1547

开关电源原理与设计(连载63)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1561

开关电源原理与设计(连载64)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1585

开关电源原理与设计(连载65)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1609

开关电源原理与设计(连载66)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1632

开关电源原理与设计(连载67)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1633

开关电源原理与设计(连载68)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1684

开关电源原理与设计(连载69)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1722

开关电源原理与设计(连载70)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1750

开关电源原理与设计(连载71)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=1907

开关电源原理与设计(连载72)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=2064

开关电源原理与设计(连载73)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=2266

开关电源原理与设计(连载74)漏感与分布电容对输出波形的影响(part1)
http://tech.dianyuan.com/index.php?do=tech_article_show&id=2448

本文共分 1

  • 上篇文章FP115-Dual OPA Circuit Precision Shunt Regulator
  • 下篇文章SPN7400-N-Channel Enhancement Mode MOSFET
  •  
     

    版权所有 Copyright Micro Bridge Technology Co.,Ltd. All rights reserved.粤ICP备05065909号