電源是各種電子設(shè)備必不可缺少的組成部分,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)及能否安全可靠地工作,。目前常用的直流穩(wěn)壓電源" title="穩(wěn)壓電源">穩(wěn)壓電源分線性電源和開關(guān)" title="開關(guān)">開關(guān)電源兩大類,,由于開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài),本身消耗的能量很低,,開關(guān)電源效率可達(dá)80%~90%,,比普通線性穩(wěn)壓電源提高近一倍,目前已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品,。
開關(guān)穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)
開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖,,它是由全波整流器,開關(guān)管Vi,,激勵(lì)信號(hào),,續(xù)流二極管VD,,儲(chǔ)能電感和濾波電容C組成。實(shí)際上,,開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心部分是一個(gè)直流變壓器,。這里我們對(duì)直流變換器和逆變器作如下解釋。逆變器,,它是把直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鞯难b置,。逆變器通常被廣泛地應(yīng)用在采用電平或電池組成的備用電源中。直流變換器,,它是把直流轉(zhuǎn)換成交流,,然后又把交流轉(zhuǎn)換成直流的裝置。這種裝置被廣泛地應(yīng)用在開關(guān)穩(wěn)壓電源中,。采用直流變換器可以把一種直流供電電壓變換成極性,、數(shù)值各不同的多種直流供電電壓。
開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
開關(guān)穩(wěn)壓電源優(yōu)點(diǎn):
功耗小,,效率高,,晶體管V在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下,它交替地工作在導(dǎo)通—截止和截止—導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài),,轉(zhuǎn)換速度很快,,頻率一般為50kHz左右,在一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家,,可以做到幾百或者近1000kHz,。這使得開關(guān)晶體管V的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高,,其效率可達(dá)到80%,。
體積小,重量輕,。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒有采用笨重的工頻變壓器,。由于調(diào)整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了較大的散熱片,。由于這兩方面原因,,所以開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積小,重量輕,。
穩(wěn)壓范圍寬,。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓是由激勵(lì)信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)的,輸入信號(hào)電壓的變化可以通過調(diào)頻或調(diào)寬來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償,。這樣,,在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí),它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開關(guān)電源的穩(wěn)壓范圍很寬,,穩(wěn)壓效果很好,。此外,改變占空比的方法有脈寬調(diào)制型和頻率調(diào)制型兩種,。開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn),,而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多,設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求,,靈活地選用各種類型的開關(guān)穩(wěn)壓電源,。
濾波的效率大為提高,使濾波電容的容量和體積大為減少,。開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz,,是線性穩(wěn)壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍,;即使采用半波整流后加電容濾波,,效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下,,采用開關(guān)穩(wěn)壓電源時(shí),,濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500~1/1000。電路形式靈活多樣,,有自激式和他激式,,有調(diào)寬型和調(diào)頻型,有單端式和雙端式等等,,設(shè)計(jì)者可以發(fā)揮各種類型電路的特長(zhǎng),,設(shè)計(jì)出能滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
開關(guān)穩(wěn)壓電源缺點(diǎn):
開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾,。開關(guān)穩(wěn)壓電源中,,功率調(diào)整開關(guān)晶體管V工作在開關(guān)狀態(tài),它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾,,這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制,、消除和屏蔽,,就會(huì)嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作,。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離,這些干擾就會(huì)串入工頻電網(wǎng),,使附近的其他電子儀器,、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重干擾。