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      高頻直流電源工作原理和技術

      更新時間  2020-1-6 來源: 閱讀 174

        一,主電路。

        高頻直流電源從交流電網輸入,直流輸出的全過程,包括:。

        1,輸入濾波器:其作用是將電網存在的雜波過濾,同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。

        2,整流與濾波:將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電,以供下一級變換。

        3,逆變:將整流后的直流電變為高頻交流電,這是高頻開關電源的核心部分,頻率越高,體積,重量與輸出功率之比越小。

        4,輸出整流與濾波:根據負載需要,提供穩定可靠的直流電源。

        二,控制電路。

        一方面從輸出端取樣,經與設定標準進行比較,然后去控制逆變器,改變其頻率或脈寬,達到輸出穩定,另一方面,根據測試電路提供的資料,經保護電路鑒別,提供控制電路對整機進行各種保護措施。

        三,檢測電路。

        除了提供保護電路中正在運行中各種參數外,還提供各種顯示儀表資料。

        四,輔助電源。

        提供所有單一電路的不同要求電源。

        開關控制穩壓原理。

        高頻直流電源開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開關K接通時,輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL,在整個開關接通期間,電源E向負載提供能量,當開關K斷開時,輸入電源E便中斷了能量的提供,可見直流電源,輸入電源向負載提供能量是斷續的,為使負載能得到連續的能量提供,開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置,在開關接通時將一部份能量儲存起來,在開關斷開時,向負載釋放,圖中,由電感L,電容C2和二極管D組成的電路,就具有這種功能,電感L用以儲存能量,在開關斷開時,儲存在電感L中的能量通過二極管D釋放給負載,使負載得到連續而穩定的能量,因二極管D使負載電流連續不斷,所以稱為續流二極管,在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示:。

        EAB=TON/T*E。

        式中TON為開關每次接通的時間,T為開關通斷的工作周期(即開關接通時間TON和關斷時間TOFF之和)。

        由式可知,改變開關接通時間和工作周期的比例,AB間電壓的平均值也隨之改變,因此,隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變,改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比,這種方法稱為“時間比率控制”(TimeRatioControl,縮寫為TRC)。

        按TRC控制原理,有三種方式:。

        一,脈沖寬度調制(PulseWidthModulation,縮寫為PWM)。

        直流電源廠家開關周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。

        二,脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)。

        導通脈沖寬度恒定,通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。

        三,混合調制。

        導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的混合。

        開關電源具有體積小,效率高等一系列優點,在各類電子產品中得到廣泛的應用,但由于開關電源的控制電路比較復雜,輸出紋波電壓較高,所以開關電源的應用也受到一定的限制,電子裝置小型輕量化的關鍵是供電電源的小型化,因此需要盡可能地降低電源電路中的損耗,開關電源中的調整管工作于開關狀態,必然存在開關損耗,而且損耗的大小隨開關頻率的提高而增加,另一方面,開關電源中的變壓器,電抗器等磁性元件及電容元件的損耗,也隨頻率的提高而增加。

        高頻直流電源的技術指標一般可以分為兩種:一種是特性指標,包括允許輸入電壓,輸出電壓,輸出電流及輸出電壓調節范圍等,另一種是質量指標,用來衡量輸出直流電壓的穩定程度,包括穩壓系數(或電壓調整率),輸出電阻(或電流調整率),紋波電壓(周圍與隨機漂移)及溫度系數。

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