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          開關電源簡介

          開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新。目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。

          隨著電力電子技術的高速發展,電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切,而電子設備都離不開可靠的電源,進入80年代計算機電源全面實現了開關電源化,率先完成計算機的電源換代,進入90年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域,程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源,更促進了開關電源技術的迅速發展。

          開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關電源。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣泛的發展空間。
          開關電源高頻化是其發展的方向,高頻化使開關電源小型化,并使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在高新技術領域的應用,推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在安防監控(CCTV),節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。

          開關電源的基本類型

          顧名思義,開關電源就是利用電子開關器件(如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等),通過控制電路,使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”,讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調制,從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換,以及輸出電壓可調和自動穩壓。

          開關電源一般有三種工作模式:頻率、脈沖寬度固定模式,頻率固定、脈沖寬度可變模式,頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作模式多用于開關穩壓電源。另外,開關電源輸出電壓也有三種工作方式:直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣,前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作方式多用于開關穩壓電源。

          根據開關器件在電路中連接的方式,目前比較廣泛使用的開關電源,大體上可分為:串聯式開關電源、并聯式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。其中,變壓器式開關電源(后面簡稱變壓器開關電源)還可以進一步分成:推挽式、半橋式、全橋式等多種;根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位,又可以分成:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種;如果從用途上來分,還可以分成更多種類。

          電路圖講解:簡單的開關電源電路圖

          開關電源電路原理圖如下圖所示。 雖然穩壓精度不高,但能滿足一般要求,且電路簡潔,采用常規元件,輸出允許開路和短路。

          LED電源定制

           (電路圖講解:簡單的開關電源電路圖)

          市電經D1整流及C1濾波后得到約300V的直流電壓加在變壓器的①腳(L1的上端),同時此電壓經R1給V1加上偏置后后使其微微導通,有電流流過L1,同時反饋線圈L2的上端(變壓器的③腳)形成正電壓,此電壓經C4、R3反饋給V1,使其更導通,乃至飽和,最后隨反饋電流的減小,V1迅速退出飽和并截止,如此循環形成振蕩,在次級線圈L3上感應出所需的輸出電壓。L2是反饋線圈,同時也與D4、D3、C3一起組成穩壓電路。當線圈L3經D6整流后在C5上的電壓升高后,同時也表現為L2經D4整流后在C3負極上的電壓更低,當低至約為穩壓管D3(9V)的穩壓值時D3導通,使V1有基極短路到地,關斷V1,最終使輸出電壓降低。電路中R4、D5、V2組成過流保護電路。當某些原因引起V1的工作電流大太時,R4上產生的電壓互感器經D5加至V2基極,V2導通,V1基極電壓下降,使V1電流減小。D3的穩壓值理論為9V+0.5~0.7V,在實際應用時,若要改變輸出電壓,只要更換不同穩壓值的D3即可,穩壓值越小,輸出電壓越低,反之則越高。


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