編輯導(dǎo)讀:自適應(yīng)Q電流控制AB類功率放大器可同時滿足失真、功耗及成本要求|34063用于DC－DC電源變換的電路|電子電度表電源設(shè)計|新型的筆記本電腦電源管理技術(shù)|無需調(diào)諧的“磚墻式”低通音頻濾波器|電池電量的兩種測試方法|快速智能充電器設(shè)計(圖)|用于超聲波管道清洗機(jī)的開關(guān)電源設(shè)計|降低高性能CPU電源中的元件成本|能處理寬電壓范圍的快速穩(wěn)定的微微安培計電路|
正文：
傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結(jié)構(gòu)簡單,、工作可靠,，但它存在著效率低（只有40% －50%）、體積大,、銅鐵消耗量大,，工作溫度高及調(diào)整范圍小等缺點。為了提高效率,，人們研制出了開關(guān)式穩(wěn)壓電源,，它的效率可達(dá)85% 以上，穩(wěn)壓范圍寬,，除此之外,，還具有穩(wěn)壓精度高、不使用電源變壓器等特點,，是一種較理想的穩(wěn)壓電源,。正因為如此，開關(guān)式穩(wěn)壓電源已廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中,。
一,、開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本工作原理
開關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實際的應(yīng)用中,，調(diào)寬式使用得較多,，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型,。因此下面就主要介紹調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源,。
調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理可參見下圖。
對于單極性矩形脈沖來說,，其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度,，脈沖越寬，其直流平均電壓值就越高,。直流平均電壓Ｕ,?？捎晒接嬎悖?/p>
即Uo=Um×T1/T
式中Um為矩形脈沖最大電壓值,；T為矩形脈沖周期,；T1為矩形脈沖寬度。
從上式可以看出,，當(dāng)Um 與T 不變時,，直流平均電壓Uo 將與脈沖寬度T1 成正比。這樣,，只要我們設(shè)法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄,，就可以達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。
二,、開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理電路
1,、基本電路
開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖二所示。
圖二 開關(guān)電源基本電路框圖
交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后,，變成含有一定脈動成份的直流電壓,，該電壓進(jìn)人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>
控制電路為一脈沖寬度調(diào)制器,，它主要由取樣器,、比較器、振蕩器,、脈寬調(diào)制及基準(zhǔn)電壓等電路構(gòu)成,。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關(guān)電源用集成電路,?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的,。
２．單端反激式開關(guān)電源
單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖三所示,。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激,，是指當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時,，高頻變壓器Ｔ初級繞組的感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，整流二極管VD1處于截止?fàn)顟B(tài),，在初級繞組中儲存能量,。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，變壓器Ｔ初級繞組中存儲的能量,，通過次級繞組及VD1 整流和電容Ｃ濾波后向負(fù)載輸出,。
編輯導(dǎo)讀:自適應(yīng)Q電流控制AB類功率放大器可同時滿足失真、功耗及成本要求|34063用于DC－DC電源變換的電路|電子電度表電源設(shè)計|新型的筆記本電腦電源管理技術(shù)|無需調(diào)諧的“磚墻式”低通音頻濾波器|電池電量的兩種測試方法|快速智能充電器設(shè)計(圖)|用于超聲波管道清洗機(jī)的開關(guān)電源設(shè)計|降低高性能CPU電源中的元件成本|能處理寬電壓范圍的快速穩(wěn)定的微微安培計電路|
正文：
單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為20－100Ｗ,，可以同時輸出不同的電壓，且有較好的電壓調(diào)整率,。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大,，外特性差，適用于相對固定的負(fù)載,。
單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍,，工作頻率在20－200kHz之間。
３．單端正激式開關(guān)電源
單端正激式開關(guān)電源的典型電路如圖四所示,。這種電路在形式上與單端反激式電路相似,，但工作情形不同。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時,，VD2也導(dǎo)通,，這時電網(wǎng)向負(fù)載傳送能量，濾波電感Ｌ儲存能量,；當(dāng)開關(guān)管VT1截止時,，電感Ｌ通過續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負(fù)載釋放能量。
在電路中還設(shè)有鉗位線圈與二極管VD2,，它可以將開關(guān)管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間,。為滿足磁芯復(fù)位條件，即磁通建立和復(fù)位時間應(yīng)相等,，所以電路中脈沖的占空比不能大于５０％,。由于這種電路在開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，通過變壓器向負(fù)載傳送能量,，所以輸出功率范圍大,，可輸出50－200 Ｗ的功率。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，體積也較大,，正因為這個原因，這種電路的實際應(yīng)用較少,。
４．自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源
自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路如圖五所示,。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關(guān)電源，也是目前廣泛使用的基本電源之一,。
當(dāng)接入電源后在R1給開關(guān)管VT1提供啟動電流,，使VT1開始導(dǎo)通，其集電極電流Ic在L1中線性增長,，在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為正,，發(fā)射極為負(fù)的正反饋電壓，使VT1 很快飽和。與此同時,，感應(yīng)電壓給C1充電,，隨著C1充電電壓的增高，VT1基極電位逐漸變低,，致使VT1退出飽和區(qū),，Ic 開始減小，在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為負(fù),、發(fā)射極為正的電壓,，使VT1 迅速截止，這時二極管VD1導(dǎo)通,，高頻變壓器Ｔ初級繞組中的儲能釋放給負(fù)載,。在VT1截止時，L2中沒有感應(yīng)電壓,，直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電,，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導(dǎo)通,，再次翻轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài),，電路就這樣重復(fù)振蕩下去。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣,，由變壓器Ｔ的次級繞組向負(fù)載輸出所需要的電壓,。
自激式開關(guān)電源中的開關(guān)管起著開關(guān)及振蕩的雙重作從，也省去了控制電路,。電路中由于負(fù)載位于變壓器的次級且工作在反激狀態(tài),，具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點。這種電路不僅適用于大功率電源,，亦適用于小功率電源,。