原创 开关电源

2007-3-27 15:51 4523 5 5 分类: 电源/新能源

一、开关电源工作原理概述:


1、开关电源是一种高频开关式的能量变换电子电路,常作为设备的电源供应器,常见变换分类有:


AC-DC、DC-DC、DC-AC等。


2、开关电源原理框图如下,该图为AC-DC开关电源工作原理的一般模式。
点击看大图


3、开关电源由于其特性决定其在能量变换时有着效率高、适应性高等特点。


二、电源产品的选用说明:


1、 电源的输入、输出电压规格的确定:请先确认开关电源用电输入电压规格(“INPUT”是否为


220VAC、110VAC或380VAC,24VAC或48VAC……等)与所在供电系统电源标称值是否相符,以及


实际供电系统电压波动范围是否小于电源的标称波动范围(±15%,±20%,±25%…),开关电


源输出电压(OUTPUT)及路数是否与用电设备一致。


2、 电源的输出各路电流的确定:用电流表测得电流值是回路的平均电流,若不能准确计算出用电设


备的峰值电流,最好用示波器加一个精密电阻(电阴功率必须足够且产生压降应掏小些)测出用


电回路峰值电流,所测用电设备峰值电流最好不要超过开关电源的额定电流值,考虑各种条件及


使用环境最好选用时,多备20~30%电流功率余量。


3、 开关电源的输出功率主要取决于原端功率变换及回路器件。用肩膀选用多路输出电源功率,应大


于实际使用功率及峰值功率(最好留余量15~30%),且每输出电流应大于实际使用电流,以确


保电源性能正常。根据实际使用环境的民常,适当选择保护功能(过/欠压、过热保护…)较为


完善的电源做为设备的电源供应器,以增强系统工程的稳定性、可靠性。


三、电源产品使用说明:


1、 电源输入电压接口总标识为“INPUT”,交流输入“火线”、“零线”接口标识为“AC-L”“AC


-N”,直流输入“正极”、“负极”接口标识为“+DC”、“-DC”,大地线接口标识为“FG”


输出电压接口总标识为“OUTPUT”直流输出正、负极的公共端接口标识为“COM”或“GND”,单


路直流输出电源的“正极”、“负极”接口只标识“+DC”、“-DC”。多路直流输出电源的“第


一路正电压,第二路正电压…”、“第一路负电压,第二路负电压…”接口只标识“DC1+DC2+


…”、“DC1-,DC2-…”。


2、 在给开关电源通电之前,检查输入输出线是否接对(交流电的火线、零线、大地线、直流电正极


负极),以及输电线截面积是否足够,输入交流电供电电压降应不超过5%,直流输出电压降应不


超过0.5%;检查安装螺丝与开关电源(板)器件有无良好接触,测量外壳与输入、输出绝缘电阻


及耐压是否达到要求,以负发生触电意外。为保证使用的安全性和减小干扰,请确保接地端(FG)


良好可靠接地(接地线截面积应大于0.75mm2铜线)。


3、 通用型多路输出开头电源分主、辅输出,主路输出特性优于辅回路输出,一般要求每路至少带


10%额定输出电流负载,若只用辅路而不用主输出,主路一定要加20%额定输出假负载(定制电源


或专用电源受限制,用户订货时要先声明)。


四、电源产品注意事项:


1、 电源输入频繁开关通断电或输入轼常冲击,将会影响其寿命。使用方法不正常及异常环境下使


用,亦会缩短电源使用寿命。使用条件及环境与电源使用寿命有着密切关系,环境的温度、湿


度尘埃、酸碱污染超常,将对电源使用寿命有着负面的影响。


2、 电源所使用电网环境较差时,请考虑给予采取适当措施,以增强电源使用时的稳定性及可靠性


(电源设计时己考虑该因素除外):供电电压波动较大并时常出现欠压、过压现象时,请考虑在


给电源设备供电前加装功率足够的稳压器或输入过压/欠压保护器;供电电网上有大型用电设备


挂用时,如大型电机、频繁开关切换、高频电子变换等设备,请考虑在给电源设备供电前加装


匹配的交流滤波器;供电电网未有做规范的走线及防雷处理、本电源的用电设备有外走露天引


线时请考虑给电源及用电设备系统作防感应雷处理。


3、 电源技术参数测试说明:


(1)本资料的电源检测指标所得数据的测试条件如无特殊说明,均在下条件下测得:输入额


电压及输出额定负载范围内,环境温度为25℃、相对湿度为85%、1个标准大气压力,周


围无风动状态下测得。


(2)输出直流电压纹波检测:示波器探头接在补测试点时,有用一根长为30cm截面1mm2一端


接有0.1μF及0.47μF电容的平行绞绕线旁路在检测点,分别检测100Hz主频纹波最大峰峰


值Vp-p100Hz及综合纹波最大峰峰值Vp-pmax。


(3)输出电压高速率测试:负载为额定值时,输入电压在额定范围内变动;输出负载调整率


测试:输入为额定电值时,负载从零至额定值变动。


什么是开关稳压电源?有什么特点?


根据调整管的工作状态,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源开关稳压电源


   


    线性稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。而在开关电源中则不一样,开关管(在开关电源中,我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的:开——电阻很小;关——电阻很大


     开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高,重量轻,可升、降压,输出功率大等优点。但是由于电路工作在开关状态,所以噪声比较大 通过下图,我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。如图所示,电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D储能电感L滤波电容C等构成。当开关闭合时,电源通过开关K、电感L负载供电,并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后,开关断开,由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D的正极,经过二极管D返回电感L的左端,从而形成了一个回路。通过控制开关闭合跟断开的时间(PWM——脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。


 


 2006425133231416.jpg


<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />


在开关闭合期间,电感存储能量;在开关断开期间,电感释放能量,所以电感L叫做储能电感。二极管D在开关断开期间,负责给电感L提供电流通路,所以二极管D叫做续流二极管

 


 在实际的开关电源中,开关K由三极管或场效应管代替。当开关断开时,电流很小;当开关闭合时,电压很小,所以发热功率U×I就会很小。这就是开关电源效率高的原因。


 


看过完两个关于电源的FAQ后,大家可能对电源的效率计算还不了解。在后面的FAQ中,我们将专门给大家介绍。


 


 常见的用于开关电源的芯片有:TL494LM2575LM26733406351414等等。

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