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郑经理

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开关电源工作原理
作者:优化部发布时间:2019年09月27日

开关电源被运用于各行各业,和开关电源技术性也获得了重大进展和进度。促进开关电源高频的新式电力电子器件的发展趋势,及其输出功率IGBT能够MUSFET 400KHZ的尺寸开关电源的输出功率,软开关技术性,以高频开关电源将会有,它不但能够减少开关电源和净重,另外也提升了开关电源的高效率的容积;控制系统开发设计和生产制造独特操纵芯片,开关电源原理不但大大简化,并且上述动态性特性和改善明显开关电源的可信性。

高频开关电源是电子电源发展趋势中的这项技术创新。高频的益处是使开关电源设备前所未有实用化,使开关电源进到更广阔的行业,尤其高新技术领域的应用。推动了高新产品的实用化和便携式化。除此之外,还促进了开关电源的发展趋势。对节约能源、保护生态环境具备广阔的实际意义。从实用化、轻量、高频化、高可靠性、低噪音、计算机辅助设计方案与操纵四个方面总结了21新世纪开关电源的技术性追求和发展趋势。

开关电源的构造

上述的dc/dc转化器用以输出功率变换,是开关电源的关键一部分。也有软起动、过电流量、过压保护等电路。输出采样电路检验输出工作电压转变,并与参照工作电压开展较为。将偏差工作电压变大,脉冲宽度调制(pwm)电路追随光耦电路,操纵开关电源机器设备的占用量,超过调整输出工作电压的目地。dc/dc转化器有多种多样电路方式。普遍的是具备方形波型的pwm转化器和具备工作中波型准正弦波形的脉冲电流转化器。本设计方案选用pwm转化器操纵开关电源设备。出租率。本设计方案由四一部分构成:1)整流器滤波器电路;2)提高器斩波电路;3)pwm脉冲宽度调制电路;4)钥匙显示信息电路。

1.单相桥式整流器和滤波电路

在图中图示单相桥式整流滤波电路。当负荷RL沒有被联接(开关S是OFF)的状况下:让电容两边的原始工作电压是零,则进到AC开关电源中,当正的半周期是V2,V2由电容C D1,D3的电池充电; v2的负当半周期,D2,D4到电容C电池充电,电池充电时间常数

RINT包含变电器再次绕阻的电阻测量和二级管D的顺向电阻器。因为RINT一般 不大,电容迅速电池充电到交流电流V 2的最高值,旋光性如图所示2图示。因为电容沒有充放电电路,因此输出工作电压(即电容c两边的工作电压vc)保持不变,而且输出是稳定的dc,如图所示3中的t<0一部分(即纵坐标轴的左边)图示。

由于一般 td很大,电容两边的工作电压vc迟缓呈指数值降低,其输出工作电压vl=vc,如图所示3的ab段图示。另外,交流电流v2依据正弦标准升高。当v2>vc时,二级管d1和d3被顺向工作电压开启。这时,v2根据二级管d1和d3,为负荷rl出示电流量。与此同时,电池充电到电容器c(电池充电时间常数tc=(rl|rint)c的rint c不大),的bc段图中bc段上的阴影部分是电流量在电路中对整流电路中的斜率电阻器造成的压力降。用交流电流v2将工作电压提升到贴近最高值。那麼,v2就合乎正弦标准。当v 2<unk;GT;vc时,二级管被反方向工作电压关掉,电容器c被rl充放电。中的cd段显示信息了vc波型。电容器c被这般不断的电池充电和充放电,促使类似之字形波的工作电压vl=vc在负荷上获得如图所示3图示,大幅度降低了负荷工作电压的起伏。

该电路的优势是输出工作电压高,纹波工作电压小,由管造成的较大反方向工作电压较低。另外,因为配电变压器在正、负2次循环系统中常有供电系统负荷,促使变电器获得了充足的运用,高效率也很高。因而,这类电路在半导体材料整流电路中获得了普遍的运用。

2.压力斩波电路

压力斩波电路原理图当控制板输出单脉冲为高时,开关被通断VT,电感L储存动能,针对時间ton增减电感器电流量。当控制板输出低电平,开关VT被关闭时,电感L和负荷电容器C被电池充电,以出示动能,在电感电流量Ioff時间当电路在平稳情况下实际操作被降低,能够获得(做为占空比),因为比键入工作电压高的输出工作电压,升压电路保持规格,要是输出工作电压的占空比能够更改调节设计方案的尺寸。

三。脉宽调制电路

pwm脉冲宽度调制电路选用强劲的tl494固定不动頻率解调芯片,有16个脚位。

TL 494由震荡器、D触发器、死区比较器、PWM比较器、2个偏差放大仪、5V标准工作电压源和2个驱动器三极管构成。芯片的1千足金、2千足金和15千足金、16千足金各自是2个偏差变大键入,3千足金是偏差放大仪的意见反馈赔偿终端设备,4千足金是死区時间电平操纵终端设备,5千足金、6千足金是震荡器R、C键入、8千足金、9千足金和11千足金,10千足金是2个內部驱动器三极管集电极和信号发射器,根据他们传出的单脉冲,转化器开关能够更替开关。13千足金为输出情况操纵终端设备,当13千足金为小电流量时,2个內部驱动器三极管另外打开或关掉,脚位8和11同歩工作中,单端输出。当13千足金高电时,2个內部驱动器三极更替打开,脚位8和11推挽,2个输出各自操纵变换器的2个开关管。当13千足金大功率时,2个內部驱动器三极管更替打开,脚位8和11推挽,2个输出各自操纵变换器的2个开关。本设计方案选用了第一类工作中方法。

该芯片的较大输出功率为300kHz的,分辨为震荡頻率式子为f = 1.1 /(RTCT)触碰销5,6的电阻器和电容器的具体输出功率,本振频率是1个设计方案挑选为50kHz,锯齿状2被出示给反相接线端子,而且比较器,并在上述芯片的芯片偏差放大仪的锯齿波输出在PWM比较器2开展较为,在锯齿波死区時间比较器1的较为对比水准的死区中,矩形框波的输出全是稳定的总宽,而他们被发送至1个或电路,经过上述分频器,随后根据相对的门电路操纵內部三极管被通断,VT1和VT2另外通断或关闭,导通和截至,以操纵上述开关。示于图它的工作中波型。

除此之外,当键入开关电源接入时,因为电容上的工作电压不可以忽然转变,死区操纵接线端子4和內部参照工作电压14在起动時刻为等电位,为高电平。死区比较器1也输出高电平,在输出端阻隔2个三极管。随之电容器工作电压的持续上升,四端电位差慢慢扩大。結果,2个三极管慢慢通断,使开关电源输出工作电压不产生突然变化,保持软起动。在一切正常工作上,主电路开关元件的接入時间(在一切正常工作上明确输出工作电压值)将根据较为连接偏差放大仪1的反方向web端给出工作电压ug和同相web端意见反馈工作电压uf来明确。

4. 功能键显示信息电路

依据设计方案规定,根据功能键调节输出工作电压值并即时显示信息工作电压预设值和具体值,可应用8个大数字管显示信息值,4个即时显示信息当今设置的工作电压值,而另一个4个分时图显示信息的是具体的工作电压值和电流;功能键应当包含额外的功能键和降低的功能键,还可以根据功能键操纵主电路的打开和关掉。

5、系统软件保持计划方案及构造

图7中图示的压力斩波电路的主电路的设计方案系统框图,该电路保持将被整流器和过滤的交流电压转为25V〜30V的输出工作电压。和全部系统软件PIC16F877A微处理器芯片TL494 PWM解调自动控制系统配备。由压力斩波电路TL494造成,另外还保持调整,由外场电路的过电流量维护的操纵差分信号,自修复,软起动作用。根据控制数字电位差MCP41010的输出值超过设置和流程的输出工作电压的调节,除开A / d控制模块,输出工作电压和电流明显数MCU的。在压力斩波电路,应用通断电阻器的MOSFET做为开关,续流二极管的迅速修复管的十分小,合理地提升了电路的高效率。

6.手机软件作用

子程序不断检验是不是有功能键键入。假如有密匙,则解决相对的密匙值。依据功能键更改设置工作电压值,保持数控机床键入,并立即显示信息具体工作电压值和电流。根据数控编程软件保持下列作用:

1)、输出工作电压能够调节在0.1v的阶跃值;

2)、根据A/D采样,显示信息输出工作电压和输出电流量。


3)由密钥,主控制回路能够打开