恒流源的工作原理和设计思想
eeskill 2022-11-23

现代电子设备中使用的直流稳压电源有两大类:线性稳压电源和开关稳压电源。所谓线性稳压电源具有稳定性能好、输出电压纹波小、使用可靠等优点,但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。由于调整管工作在线性放大状态,为了保证输出电压稳定,其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差,导致调整管的功耗较大,电源效率很低,一般只有45%左右。另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器,很难满足现代电子设备发展的需要。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势,尤其是随着脉宽调制技术和谐振变换技术的不断发展与成熟,高频开关电源正变得更轻,更小,效率更高,也更可靠,这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。


恒流源的设计思想

开关电源设计总是先进行总体考虑,然后对电源各部分分别进行设计,接下来就是设计总体和辅助功能,最后进行测试和设计优化的。

开关电源是由输入整流与滤波电路、高频变压电路、整流续流与滤波电路、保护电路、反馈电路、控制电路以及功率开关组成的。输入整流滤波电路其作用是把电网存在杂波过滤,也是通过整流得到输出所需要的直流电压。高频变压器是开关电源设计关键部件之一,在电路回路中起到电器隔离、变压、储能、变流或者是变阻等作用的。而输出整流续流与滤波电路是通过整流续流功能得到输出所需要直流电流,当然还要通过滤波器把多余杂波给滤掉。反馈电路可以是电压反馈,也可以是电流反馈,它是通过输出端取样的电流电压值与控制器基准电流电压值相比较,起到反馈传递作用。控制器是通过反馈电路的信息在调整电路电流电压的输出的,输出电流尽可能达到一个稳定值。而功率开关管是由控制器PWM控制它的导通时间,调节脉冲宽度从而也实现占空比大小调节的。

恒流和恒压的关系十分密切,两者相辅相成并可互相转化。恒流源和恒压源在电路上的差别反应在两者的采样电路采集的对象不一样。恒压源为了保持输出电压的恒定,需要实时对输出电压跟踪、控制,在负载变化的情况下使输出电压不随负载的变化而变化,而恒流源是指在负载变化的情况下,控制器能根据负载的变化相应调整输出电压.保持输出电流不变,恒流源采样电路采集的是输出的电流信号,但实际上采集的是经过I/V转换后反应电流大小的电压信号。

开关恒流源的工作原理

1、交流电源输入经整流滤波成直流;

2、通过高频PWM信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;

3、开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;

4、输出部分通过电流采样电路反馈给控制电路,可以通过采样电阻RS将电流的变化转化为电压的变化,通过PWM控制芯片调节占空比,以调节其输出电压,从而达到恒流的目的。RS可以用康铜丝。由于电流采样电阻是在驱动回路之中,防止由噪声引起的误动作,在电流信号输入端可以采用适当的RC滤波器。

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