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开关型稳压电源有什么特点和优点

发布日期:2018-03-14 21:46:45    来源:未知    作者 :未知    浏览量:31
未知 未知 2018-03-14 21:46:45
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为解决线性型稳压电源功耗较大的缺点,研制了开关型稳压电源。开关型稳压电源效率可达90%以上,造价低,体积小。现在开关型稳压电源已经比较成熟,广泛应用于各种电子电路之中。开关型稳压电源的缺点是纹波较大,用于小信号放大电路时,还应采用第二级稳压措施。

1. 串联它激式单端降压型开关稳压电源

开关型稳压电源的原理可用图1的电路加以说明。它由调整管、滤波电路、比较器、三角波发生器、比较放大器和基准源等部分构成。

 

 

图1 开关型稳压电源原理图

三角波发生器通过比较器产生一个方波u02,去控制调整管的通断。当调整管导通时,向电感充电。当调整管截止时,必须给电感中的电流提供一个泄放通路。续流二极管D即可起到这个作用,有利于保护调整管。根据电路图的接线,当三角波的幅度小于比较放大器的输出u01时,比较器输出高电平,(输出波形中电位水平高于高电平最小值的部分,对方波而言,相当方波存在的部分)。对应调整管T的导通时间为ton;反之为低电平,(输出波形中电位水平低于低电平最大值的部分,对方波而言,相当方波不存在的部分)。对应调整管T的截止时间为toff 。

为了稳定输出电压,应按电压负反馈方式引入反馈,以确定基准源和比较放大器的连线。设输出电压增加,UF增加,比较放大器的输出u01减小,比较器方波输出toff增加,调整管导通时间减小,输出电压下降。起到了稳压作用。

各点波形见图2。由于调整管发射极输出为方波,有滤波电感的存在,使输出电流iL为锯齿波,趋于平滑。输出则为带纹波的直流电压。

忽略电感的直流电阻,输出电压UO即为uE的平均分量。于是有

 

 

δ称为占空比,方波高电平的时间占整个周期的百分比。在输入电压一定时,输出电压与占空比成正比,可以通过改变比较器输出方波的宽度(占空比)来控制输出电压值。这种控制方式称为脉冲宽度调制(PWM)。

 

 

图2 开关电源波形图

由以上分析可以得出如下结论:

① 调整管工作在开关状态,功耗大大降低,电源效率大为提高;

② 调整管在开关状态下工作,为得到直流输出,必须在输出端加滤波器;

③  可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值;

④  在许多场合可以省去电源变压器;

⑤  由于开关频率较高,滤波电容和滤波电感的体积可大大减小。

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