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开关电源学习系列(一)------开关电源基本了解
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系列文章目录前言一、开关电源是什么?二、工作原理1.电路构成2.拓扑结构
总结
前言
开关电源在整个电路设计中极其重要,涉及到的理论知识也很多,在设计的时候要考虑到很多地方,这一章主要简单的介绍一下开关电源的一些基础的知识。
一、开关电源是什么?
在电路设计中,我们常把稳压电源分成两类:开关稳压电源与线性稳压电源。
开关稳压电源,顾名思义就是 通过高频率的“开关” 来控制输出的电源。 线性稳压电源,顾名思义就是通过线性元件来控制输出的电源。
两者对比优劣势:
开关稳压电源线性稳压电源效率高效率低功率高功率低输出纹波大,精度较低输出纹波小,噪声低电路设计复杂电路设计简单
开关电源由于内部电路不断开关作用,导致其输出纹波大,很容易产生电磁干扰问题。
二、工作原理
1.电路构成
开关电源主要由以上几部分组成,核心部分为反馈回路,通过电压反馈回路来调整输出电压,从而达到稳定输出。
2.拓扑结构
这里主要讲几种常接触到的基础拓扑结构,比如Buck,boost,正反激这些。 1.Buck降压式开关电源 拓扑结构分析: ①三极管Q导通,电流从电源流经电感L1后给电容和负载供电,此时电感L1储能,此时电路可以简化为下图 ②三极管Q断开,由于电感释放存储的能量,充当电源给负载供电,此时电路可以简化为下图 这样的话我们就可以通过控制三极管导通时间来控制输出大小。 2.Boost升压式开关电源 拓补分析: ①三极管导通时,电感不断充电,负载通过电容供电,电路可以简化为下图所示 ②三极管截至时,电感由于电流保持特性,不会里面断开为0,而是会给后面的负载供电,这时候负载两端的电压等于电感及电源相加的电压。 这样,当电感放电完毕后我们立马导通三极管Q对电感进行储能,这时负载通过电容供电,如此反复循环通过调整三极管的导通时间就可以控制输出电压。 3.Buck-Boost升降压式开关电源 拓扑分析: ①当三极管Q导通时,由于二极管的单向导通特性,电源流经电感后回到电源,电感充电,此时电路可以简化为下图 ②当三极管截至时,电感由于电流保持特性,此时电感需要释放能量,负载通过电感供电,电路图可以简化为下图所示。 4.单端正激式开关电源 当三极管VT1导通时,变压器初级绕组上正下负,次级绕组感应电压上正下负,二极管VD2导通,电感L储能后向负载供电;当三极管VT1截至时,二极管VD2截至,电感释放能量,通过二极管VD3形成回路给负载供电。 5.单端反激式开关电源 当三极管S1导通时,变压器初级绕组感应电压为上正下负,二极管D1截至,初级绕组储能;当三极管S1截至时,变压器T初级绕组中储存的能量通过次级绕组给后级电路供电。,使用成本低,但是输出的纹波较大。
总结
本章节主要简单了解了一下开关电源的一些基本知识,然后介绍了开关电源几种常用的拓扑结构,都是比较简单的知识