开关电源具有体积小、功率高级一系列长处,在各类电子产品中得到广泛的使用。但因为开关电源的操控电路比较复杂、输出纹波电压较高,所以开关电源的使用也遭到必定的约束。
电子设备小型轻量化的关键是供电电源的小型化,因而需求尽可能地下降电源电路中的损耗。开关电源中的调整管作业于开关状况,必定存在开关损耗,并且损耗的巨细随开关频率的进步而添加。另一方面,开关电源中的变压器、电抗器等磁性元件及电容元件的损耗,也随频率的进步而添加。
现在市场上开关电源中功率管多选用双极型晶体管,开关频率可达几十kHz;选用MOSFET的开关电源转化频率可达几百kHz.为进步开关频率有必要选用高速开关器材。关于兆赫以上开关频率的电源可使用谐振电路,这种作业方法称为谐振开关方法。它能够极大地进步开关速度,原理上开关损耗为零,噪声也很小,这是进步开关电源作业频率的一种方法。选用谐振开关方法的兆赫级变换器现已实用化。
开关电源的集成化与小型化已成为实际。但是,把功率开关管与操控电路都集成在同一芯片上,有必要处理电阻隔和热绝缘的问题。
开关电源的根本构成开关电源选用功率半导体器材作为开关器材,通过周期性连续作业,操控开关器材的占空比来调整输出电压。开关电源的根本构成如图1所示,其间DC/DC变换器进行功率转化,它是开关电源的中心部分,此外还有起动、过流与过压维护、噪声滤波等电路。输出采样电路(R1、R2)检测输出电压改变,与基准电压Ur比较,差错电压通过扩大及脉宽调制(PWM)电路,再通过驱动电路操控功率器材的占空比,然后到达调整输出电压巨细的意图。图2是一种电路完成方法。
DC/DC变换器有多种电路方法,常用的有作业波形为方波的PWM变换器以及作业波形为准正弦波的谐振型变换器。
关于串联线性稳压电源,输出对输入的瞬态呼应特性主要由调整管的频率特性决议。但关于开关型稳压电源,输入的瞬态改变比较多地表现在输出端。进步开关频率的一起,因为反应扩大器的频率特性得到改进,开关电源的瞬态呼应问题也能得到改进。负载改变瞬态呼应主要由输出端LC滤波器特性决议,所以能够使用进步开关频率、下降输出滤波器LC乘积的方法来改进瞬态呼应特性。
开关型稳压电源的分类开关型稳压电源的电路结构有多种:(1)按驱动方法分,有自励式和他励式。
(2)按DC/DC变换器的作业方法分:①单规矩励式和反励式、推挽式、半桥式、全桥式等;②降压型、升压型和升降压型等。
(3)按电路组成分,有谐振型和非谐振型。
(4)按操控方法分:①脉冲宽度调制(PWM)式;②脉冲频率调制(PFM)式;③PWM与PFM混合式。
(5)按电源是否阻隔和反应操控信号耦合方法分,有阻隔式、非阻隔式和变压器耦合式、光电耦合式等。
以上这些方法的组合可构成多种方法的开关型稳压电源。因而设计者需依据各种方法的特征进行有效地组合,制作出满足需求的高质量开关型稳压电源。