充电学习—2、开关电源基本原理

一、基本原理:

  • 1、脉冲宽度调制(锯齿波发生器 PWM):通过脉冲宽度的改变,实现占空比的调节,实现稳压
    特点:
    开关周期固定,滤波电路设计简单,开关频率具有固定性;
    受到开关功率最小导通时间限制,不能够对电压范围进行作宽范围的调节
    输出端一般要接假负载,规避空载时输出电压升高问题出现
  • 2、脉冲频率调制 (固定脉冲发生器 + 电压频率转换器) : 对开关的频率进行改变,进而达到占空比的调节,实现稳压
    特点:
    脉冲宽度具有固定性,核心是脉频的调制

此种方式的相同之处:

均采用时间比率控制(TRC)的稳压原理

负载由轻变重,或者输出电压由高变低,分别通过,增加脉宽和升高脉频的方法使得输出电压保持稳定

  • 3、混合调制 (脉宽调制器 + 脉频调制器) : 脉冲宽度和开关频率都可以改变

二、开关电源组成:

  • 主要模块:
    输入整流滤波模块 、 高频变压器模块 、 输出高频整流滤波模块 、 脉冲宽度调制电路模块
  • 输入整流滤波模块: 将交流电转换为直流电输出
  • 高频变压器模块(主要): 各个绕组线圈的匝数比例决定给输出电压多少
  • 输出高频整流滤波模块: 将变换器的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压, 防止高频噪声对负载干扰
  • 脉冲宽度调制: 控制开关器件的通断,输出端获得一系列幅值相等的脉冲

三:分类:

  • 交流开关电源

  • 直流开关电源:将电能质量较差的粗电,如市电或者蓄电池电源转换成满足设备要求质量较高的直流电压(静电),核心:DC-DC转换器

    1)隔离式DC/DC转换器(输入输出通过变压器实现电气隔离)

    1.1) 单管 正激式

    反激式

    1.2)双管 双管正激、双管反激、推挽和半桥式

    1.3)四管 全桥DC/DC转换器

    2)非隔离式DC/DC转换器

    2.1) 单管 降压式(Buck)、升压式(Boost)

    升压降压式(Buck Boost)、Cuk、Zeta和SEPIC

    2.2) 双管

    2.3)全桥DC/DC转换器

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