开关电源的制作及学习

开关电源

开关电源的制作

注意:在通电后进行检测及查看时必须对电容及电感储能元件进行放电。否则肯定中电。

开关电源的发展趋势

电源是各种电子设备不可或缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标

及能否安全可靠地工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类。线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源,其稳压性能好,输出纹波电压很小,但它必须使用笨重的工频变压器与电网进行隔离,并且调整管的功率损耗较大,致使电源的体积和重量大、效率低。开关电源5MPS(Switch Mode P。wer S。Pply)被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的主流产品。开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,本身消耗的能量很低,电源效率可达70%一90%,比普通线性稳压电源提高近一倍。开关电源亦称无工频变压器的电源,它是利用体积很小的高频变压器来实现电压变换及电网隔离的,不仅能去掉笨重的工频变压器,还可采用体积较小的滤波元件和散热器,这就为研究与开发高效率、高密度、高可靠性、体积小、重量轻的开关电源奠定了基础。

开关电源的发展历史

开关电源已有几十年的发展历史。早期产品的开关频率很低,成本昂贵,仅用于卫星电源等少数领域。20世纪60年代出现过晶闸管(旧称可控硅)相位控制式开关电源,70年代由分立元件制成的各种开关电源,均围效率不够高、开关频率低、电路复杂、调试困难而难于推广,使之应用受到限制。70年代后期以来,随着集成电路设计与制造技术的进步,各种开关电源专用芯片大旦向世,这种新项节能电源才重获发展。目前,开关频率已从20kHz左右提高到几百千赫至几兆赫。与此同时,供开关电源使用的元器件也获得长足发展。Mos 功率开关管(MOSFET)、肖特基二极管(SBD)、超快恢复二极管(SRD)、瞬态电压抑制器(Tvs)、压敏电阻器(vsR)、熔断电阻器(FR)、自恢复保险丝(RF)、线性光锅台器、可调式精密并联稳压器(TL431)、电磁干扰滤波器(EMI别te?)、高导磁率磁性材料、由非晶合金制成的磁珠(M。8—nettc Eead)、三重绝缘线(丁riple InsuI班e』Wire)、玻璃珠(G1ass Beads)胶合刑等——大批新器件、新材料正被广泛采用。所有这些,都为开关电源的推广与普及提供了必要条件。开关电源的基本原理

(1)脉冲宽度调制方式,简称脉宽调制(Pulse w比h ModuNion,缩写为PwM)式。其特

点是固定开关频率,通过改变脉冲宽度来调节占空比。因开关周期也是固定的,这就为设计滤波电路提供了方便。其缺点是受功率开关管最小导适时间的限制,对输出电压不能作宽范围调节扇外输出端一般要接假负载(亦称预负载),以防止空载时输出电压升高。目前,集成开关电源大多采用PwM方式。

(2)脉冲频率调制方式,简称脉频调制(Pul se F,叫uen‘y Modulation,缩写为PFM)式。

它是将脉冲宽度固定,通过改变开关频率来调节占空比的。在电路设计上要用固定脉宽发生器宋代替脉宽调制器中的锯齿波发生器,并利用电压/频率转换器(例如压控振荡器vco)改变频率。其稳历原理是,当输出电压D。升高时,控制器输出信号的脉冲宽度不变而周期变长,使占空比减小。un降低。PFM式开关电源的输出电压调节范围很宽,输出端可不接假负载。

(3)混合调制方式,是指脉冲宽度与开关频率均不固定,彼此都能改变的方式,它属于PwM 和PFM的混合方式。

脉宽调制式开关电源的基本原理

脉宽调制式开关电源的基本原理如图1.2.2所示。交流220v输入电压经过整流滤波后变

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