开关稳压电源的调整管及所有的晶体管大都工作在高频开关状态,截止期间,晶体管无电流,因此不消耗功率,而导通时,晶体管的功耗为饱和压降乘以电流,因此电路的功耗很小,效率很高,可达80%-90%。比普通线性稳压电源提高了近一倍。故开关电源sps(switching power supply)被誉为高效节能型电源。
1. 取样环节:r1 、r2 分压提取取样电压uf(反馈电压)
2. 基准电压环节:提供稳压的基准电压uref
3. 放大环节:比较放大器a,放大差值(uref -uf)
4. 调整环节:调整管t由开关信号控制通断,稳定输出电压uo。
5. lc滤波器及续流二极管d:滤波和续流得到平稳的直流电压。
6. 脉宽调制比较器c:反相端接ut (三角波发生器的输出),同相端接ua (比较放大器输出),输出开关信号ub驱动调整管。
三角波发生器与比较器组成的电路称为脉宽调制电路(pwm)
开关电源的工作原理
1. 分析
当ub为高电平→t饱和、d截止,ue=ui ,经lc滤波到负载rl同时il↑→ l和c储存能量
当ub为低电平→t截止、d导通, ue=-ud≈0,d续流→ lc泄放能量给rl供电,输出较平稳的直流电压
虽然t处于开关状态,但由于d的续流和l、c的滤波作用,输出电压uo是比较平稳的。
2. 输出平均电压及占空比
调整管通断时ue的波形为矩形波
输出平均电压(忽略滤波电感l的直流压降):
可见,对于一定的ui值,通过调节占空比即可调节输出电压uo。
2. 开关电源电路的基本类型
①串联型。图示的开关电源基本形式即是串联型开关电源,其特点是开关调整管vt与负载rl串联。
②并联型。并联型开关稳压电源基本电路如图7-3-3所示,其工作波形与串联电路基本相同。因开关管vt与负载rl并联而称之为并联型。此外二极管vd通常称之为脉冲整流管,c为滤波电容。
三种基本的非隔离开关电源:
三种基本的隔离开关电源: