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开关电源高频变换电路结构分析
类别:电源技术  
 

摘要:介绍了开关电源的特点,分析了5种结构的高频变换电路的工作原理,并对其优劣进行了对比分析,为变换电路的选取提供了依据。

关键词:开关电源;变换电路;结构;分析 Abstract: The characteristics of the switch power supply is introduced. The principle of five kinds of high frequency transformation circuit construction is analyzed and the contrast analysises on good and bad proceeds are presented, then the selection basis for transformation circuit is provided. 引言 开关稳压电源简称开关电源(Switching PowerSupply),因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。它是利用现代电力电子技术,通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源,具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小尧噪音低、智能化程度高、易扩容等优良特性,广泛应用在诸如计算机、彩色电视机、程控交换机、摄像机、VCD、电子游戏机等电子设备上。随着电力电子技术的发展,特别是大功率器件技术的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到150~200 kHz,使开关电源具有较好的稳定性和较高的性价比,因此,开关电源将日益取代使用工频变压器的线性调整稳压电源。 在开关电源电路中,最关键的部分是高频变换器和开关电源控制器。但由于集成开关电源控制器已普遍应用,其对开关元件的控制方式取决于高频变换器的电路结构,因此开关电源电路的核心就是高频变换器,即DC辕DC转换器。在输入输出隔离的开关电源中,高频变换器的基本形式有5种院单端正激式尧单端反激式、半桥式、推挽式和全桥式。下面分别介绍、分析这些高频变换电路的结构和工作原理。 1 正激式变换电路 正激式变换电路的结构如图1(a)所示。由于其储能元件与负载电阻RL 串联又称串联型变换电路。 图1 正激变换电路 该电路直流电压Ui 是由工频交流电源通过电源滤波器、整流滤波器后转换获得;功率开关管S1为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或MOSFET;T为高频变压器;L 和C1组成LC滤波器;二极管D1为半波整流元件,D2 为续流二极管;RL 为负载电阻;Uo为输出稳定的直流电压。S1的驱动信号vgs1为PWM 控制电路输出的方波。各环节电压波形如图1(b)所示。