簡化的離線式開關(guān)電源設(shè)計(jì)的研究

來源：電源網(wǎng)  作者：秩名2014年03月11日 10:38

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[導(dǎo)讀] 開關(guān)電源的使用日益普及，電視機(jī)、機(jī)頂盒和錄像機(jī)均采用這種方式供電，移動電話充電器、PDA（個人數(shù)字助理），甚至一些電動牙刷都采用開關(guān)電源。本文對一種簡化的離線式開關(guān)電源進(jìn)行研究，以便為之后的設(shè)計(jì)帶來借鑒作用。

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源電源

　　1 開關(guān)電源的原理介紹

　　開關(guān)電源電路有許多種，但最常見的是反激式轉(zhuǎn)換器，其原理如圖1所示，電源輸入首先經(jīng)過整流，然后濾波，接下來經(jīng)過變壓器和初級開關(guān)，以及初級控制器；這個控制器根據(jù)反饋信號來改變開關(guān)的占空比，反饋信號是由次級反饋而來。

　　圖1 開關(guān)電源的原理電路

　　盡管可采用電感器，但所示設(shè)計(jì)采用的是未隔離的變壓器。隔離設(shè)計(jì)在離線設(shè)備中更為常見，在離線設(shè)備中，變壓器具有隔離作用，可方便地實(shí)現(xiàn)占空比調(diào)整。反激式開關(guān)電源可在非連續(xù)導(dǎo)通和連續(xù)導(dǎo)通兩種模式下工作，不連續(xù)導(dǎo)通模式如圖2所示。Ilm和Vlm是變壓器磁化電感通過的電流和施加的電壓。

　　圖2 開關(guān)電源的兩種導(dǎo)通模式

　　當(dāng)開關(guān)閉合時，電壓施加在變壓器初級的兩端，因?yàn)榇藭r次級二極管是截止的，變壓器所起的作用就像電感器。經(jīng)過初級線圈的電流會上升，同時能量儲存在磁通量中。當(dāng)開關(guān)斷開時，次級二極管導(dǎo)通，電流通過次級時會下降，因?yàn)槟芰勘晦D(zhuǎn)換至次邊大容量電容器。如果電流經(jīng)過磁化電感區(qū)后降至零，這是不連續(xù)導(dǎo)通模式。如果磁化電流未降至零，如圖3所示，則系統(tǒng)以連續(xù)導(dǎo)通模式工作。

　　圖3 開關(guān)電源的不連續(xù)導(dǎo)通模式

　　兩種模式各有其優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇。可以挑選大負(fù)載的連續(xù)模式設(shè)計(jì)，或選擇小負(fù)載的非連續(xù)模式設(shè)計(jì)。有電壓和電流兩種控制模式，在電壓模式中，次邊電壓被反饋，直接控制工作循環(huán)；而在電流模式中，次邊電壓被反饋，控制最大的開關(guān)電流，即控制IC的PWM部分使開關(guān)閉合，當(dāng)電流達(dá)到反饋設(shè)定的極限時，開關(guān)就斷開。

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本文導(dǎo)航

• 第 1 頁：簡化的離線式開關(guān)電源設(shè)計(jì)的研究

• 第 2 頁：控制器的選擇

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