開關(guān)電源原理圖詳解,開關(guān)電源電路圖分享-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-04-22
開關(guān)電源又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。開關(guān)電源的工作原理是通過開關(guān)管的開關(guān)動作，將輸入電壓切換為高頻脈沖信號。這個高頻脈沖信號經(jīng)過變壓器或電感器的變換和濾波電路的處理，最終得到穩(wěn)定的直流輸出電壓。
開關(guān)電源分類
按輸入電源類型分類分為：
AC-DC開關(guān)電源：將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
DC-DC開關(guān)電源：將直流電轉(zhuǎn)換為另一種直流電壓。
按工作方式分類：
單端開關(guān)電源：只有一個開關(guān)管，適用于低功率應(yīng)用。
雙端開關(guān)電源：有兩個開關(guān)管，適用于高功率應(yīng)用。
按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：
按照拓?fù)浯笾驴煞譃?Buck （降壓）、Boost（升壓）、Buck-Boost（降壓-升壓）、Flyback（反激）、Forward（正激）、Two-Transistor Forward（雙晶體管正激）、Push-Pull(推挽)、Half Bridge(半橋)、Full Bridge (全橋)等。
正激式開關(guān)電源中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但輸出功率很高，適用于100W－300W的開關(guān)電源，一般用在低壓，大電流的開關(guān)電源，應(yīng)用比較廣泛。
如下圖所示，對于正激式開關(guān)電源具體是指當(dāng)開關(guān)管接通時，輸出變壓器充當(dāng)介質(zhì)直接耦合磁場能量，電能與磁能相互轉(zhuǎn)化，使輸入輸出同時進(jìn)行。在日常應(yīng)用中也存在不足：如需要增加反電動勢繞組（防止變壓器初級線圈產(chǎn)生的反電動勢把開關(guān)管擊穿），次級多加1個電感進(jìn)行儲能濾波，因此相比反激式開關(guān)電源而言其成本較高，而且正激式開關(guān)電源變壓器的體積要比反激式開關(guān)電源變壓器的體積大。
如下圖所示，反激式開關(guān)電源是指使用反激高頻變壓器隔離輸入輸出回路的開關(guān)電激，它的變壓器不僅起到變換電壓傳輸能量的作用，同時還起到儲能電感的作用，因此，反激式變壓器類似于電感的設(shè)計。所有電路比較簡單，容易控制，反激式在5W-100W的小功率方面應(yīng)用非常廣泛。對于反激式開關(guān)電源，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，變壓器原邊電感電流上升，由于反激電路輸出線圈同名端相反，因此輸出二極管截止，變壓器儲存能量，負(fù)載由輸出電容進(jìn)行能量供應(yīng)，當(dāng)開關(guān)管截止時，變壓器原邊電感感應(yīng)電壓反向，此時輸出二極管導(dǎo)通，變壓器的能量通過二極管向負(fù)載供電，同時對電容充電。
由對比可知，正激的變壓器只有變壓功能，整體可以看成一個帶變壓器的buck電路。反激的變壓器可以看作一個帶變壓功能的電感，是一個buck-boost電路?？偟膩碚f，正激反激工作原理不同，正激是初級工作次級也工作，次級不工作有續(xù)流電感續(xù)流，一般是CCM模式。功率因數(shù)一般不高，而且輸入輸出和變比占空比成比例。反激是初級工作，次級不工作，兩邊獨立開來,一般DCM模式下，但是變壓器的電感會比較小，而且需要加氣隙,所以通常適合中小功率情況。
正激變壓器是理想的，不儲能，但是由于勵磁電感是有限值，勵磁電流使得磁芯會大，為避免磁通飽和，變壓需要輔助繞組進(jìn)行磁通復(fù)位。反激變壓器工作形式可以看作耦合電感，電感先儲能再放能，由于反激變壓器的輸入、輸出電壓極性相反，故當(dāng)開關(guān)管斷開之后，次級可以提供磁芯一個復(fù)位電壓，因而反激變壓器不需額外增加磁通復(fù)位繞組。
推挽式開關(guān)電源的典型電路如圖所示。它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。電路使用兩個開關(guān)管 VT1 和 VT2 ，兩個開關(guān)管在外激勵方波信號的控制下交替的導(dǎo)通與截止，在變壓器Ｔ次級統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/span>
這種電路的優(yōu)點是兩個開關(guān)管容易驅(qū)動，主要缺點是開關(guān)管的耐壓要達(dá)到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大，一般在 100-500Ｗ范圍內(nèi)。
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