開關電源的基本原理(一)

開關電源是一種應用很廣泛的電源,常用在彩色電視機、計算機和影印機等功率較大的電子裝置中。與前面的串聯型穩壓電源比較。

開關電源的基本原理(一)

開關電源板

開關電源主要有以下特點:

①效率高、功耗小。開關電源的效率一般在80%以上,串聯調整型電源效率只有50%左右。

②穩壓範圍寬。開關電源穩壓範圍在 130~260V,效能優良的開關電源可達到 90~280V,而串聯調整型電源穩壓範圍在190~240V。

③質量小,體積小。開關電源不用體積大且笨重的電源變壓器,只用到體積小的開關變壓器,又因為效率高,損耗小,所以開關電源不用大的散熱片。

開關電源雖然有很多優點,但電路複雜,維修難度大,另外干擾性很強。

開關電源的基本原理(一)

大功率板

開關電源基本工作原理

開關電源電路較複雜,但其基本工作原理卻不難理解,開關電源基本工作原理如圖所示。

開關電源的基本原理(一)

開關電源基本工作原理

在圖 (a)所示電路中,當開關S合上時,電源E經S對C充電,在C上獲得上正下負的電壓;當開關S斷開時,C往後級電路(未畫出)放電。若開關S閉合時間長,則電源E對C充電時間長,C兩端電壓U會升高;反之,如果S閉合時間短,電源E對C充電時間短,C上充電少,C兩端電壓會下降。由此可見,改變開關的閉合時間長短就能改變輸出電壓的高低。

開關電源的基本原理(一)

長型電源板

在實際的開關電源中,開關S常用三極體來代替,並且在三極體的基極加一個控制訊號(脈衝訊號)來控制三極體的導通和截止,如圖 (b)所示。當控制訊號高電平送到三極體VT的基極時,VT基極電壓會上升而導通,VT的集電極、發射極相當於短路,電源E經VT的集電極、發射極對C充電;當控制訊號低電平到來時,VT基極電壓下降而截止,C往後級電路放電。如果三極體基極的控制訊號高電平持續時間長,低電平持續時間短,電源E 對C充電時間長,C放電時間短,C兩端電壓會上升。

由此可見,控制三極體導通、截止時間的長短就能改變輸出電壓,開關電源就是利用這個原理來工作的。