开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理是通过采用开关器件（如MOSFET 等）和一系列电子元器件来控制输入电压的开关状态，从而实现对输出电压的稳定调节。
工作原理如下：
1. 输入电压经过整流（如桥式整流电路）并通过滤波电容进行滤波处理，以去除电源中的交流成分和波动。
2. 基于控制电路内部的反馈机制，比较输入电压与期望输出电压之间的差异，以确定开关器件的开关状态。
3. 当输入电压过低时，控制电路将开关器件导通，让电流通过电感储能，进而提高输出电压。
4. 当输入电压过高时，控制电路将开关器件断开，使电感储能的电流通过输出电容器供电，从而降低输出电压。
5. 控制电路根据反馈信息连续地监测和调整开关器件的开关状态，以使输出电压始终维持在设定的稳定值。
6. 为了提供更加稳定的输出电压，开关稳压电源通常还包括过电压保护、过载保护、短路保护等功能。
通过不断地开关和调整开关器件的状态，开关稳压电源可以实
现对输入电压的有效调节，从而保证输出电压的稳定性和可靠性。
开关型稳压电源的工作原理
开关型稳压电源的工作原理开关型稳压电源是一种通过开关元件进行高效能稳压的电源设备。
它采用开关元件（ 通常为晶体管或MOSFET）以高频率开关的方式来调整输出电压，从而实现稳压。
以下是开关型稳压电源的主要工作原理：1.整流：首先，交流电源输入会经过整流电路，将交流电转换为直流电。
这通常使用整流桥等元件实现。
2.滤波：直流电经过整流后可能会包含一些脉动成分，为了去除这些脉动，通常使用滤波电容进行滤波处理，使输出电压更趋于稳定。
3.开关调节：开关型稳压电源的核心是开关调节部分。
这部分包括一个开关元件（通常为晶体管或MOSFET）、一个能够调整开关频率的控制电路和一个输出变压器。
4.开关频率调节：控制电路会根据输出电压的变化情况，调整开关频率。
通过高频率的开关操作，可以更精细地控制输出电压，实现稳压。
5.变压器工作：输出变压器是一个重要的组成部分，通过开关调节，可以改变变压器的工作状态，从而调整输出电压。
通过变压器的变压比例，可以实现输出电压的调节。
6.反馈控制：稳压电源通常采用反馈控制，通过比较输出电压与设定的目标电压，产生一个误差信号。
这个误差信号用于调整开关频率，使输出电压保持稳定。
7.过载和过压保护：开关型稳压电源通常配备有过载和过压保护机制，以防止电源或负载发生故障时损坏设备。
这些保护机制可以通过监测电流和电压进行触发。
8.输出滤波：最后，输出电压还可能通过输出滤波电路进行进一步的滤波，以确保输出信号的纯净性。
开关型稳压电源以其高效能和小体积的特点在电子设备、通信设备、计算机等领域得到广泛应用。
由于采用开关调节的方式，开关型稳压电源相比线性稳压电源能够更有效地调整电压，减少功耗和体积。
开关式稳压电源的工作原理
开关式稳压电源的工作原理1. 引言稳压电源是电子设备中常见的一种电源类型，它能够将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压，以保证电子设备的正常工作。
开关式稳压电源是一种常用的稳压电源设计，它采用了开关管和电容的组合，以实现高效能量转换和稳定输出。
2. 基本原理开关式稳压电源的基本工作原理是通过开关管控制电源输入与输出之间的连接与断开，以实现对电能的有效转换和输出的稳定。
2.1 输入端开关式稳压电源的输入端通常接收交流（AC）电源或直流（DC）电源。
当输入电源为交流电源时，通常还会有一个整流电路用于将交流电转换为直流电。
整流电路可以采用整流二极管桥或者整流三极管等元件。
2.2 控制电路开关式稳压电源还需要一个控制电路来控制开关管的开关状态，以实现输入与输出之间的连接与断开。
常用的控制电路包括脉冲宽度调制（PWM）控制和恒压/恒流控制等。
2.2.1 脉冲宽度调制（PWM）控制脉冲宽度调制是一种常见的开关式稳压电源控制方法，它通过改变开关管通断时间的比例来控制输出电压的大小。
当输出电压偏高时，控制电路会减小开关管的导通时间，从而降低输出电压；当输出电压偏低时，控制电路会增加开关管的导通时间，从而提高输出电压。
2.2.2 恒压/恒流控制恒压/恒流控制是另一种常见的开关式稳压电源控制方法，它通过感知输出电压和输出电流的变化来调整开关管的导通时间，以保持输出电压和输出电流在设定的范围内。
当输出电压或输出电流超出设定范围时，控制电路会相应地调整开关管的导通时间，以实现稳定的输出。
2.3 输出端开关式稳压电源的输出端通常连接到被供电的设备或装置。
输出端需要提供稳定的输出电压和输出电流，以满足设备或装置的工作需求。
3. 工作流程开关式稳压电源的工作流程可以概括为以下几个步骤：1.输入端接收电源输入，可以是交流电源或直流电源。
2.控制电路感知输出端的电压和电流，并根据设定范围调整开关管的导通时间。
3.开关管根据控制电路的指令，控制输入与输出之间的连接与断开。
开关稳压电源工作基本知识
开关稳压电源⼯作基本知识§6.1开关稳压电源基本⼯作原理分析6.1.1开关稳压电源与串联调整型稳压电源⽐较稳压电源是使⽤电⼦电路调整输出电压达到稳定⽬的的电源，有串联型稳压电源、并联型稳压电源、开关稳压电源，开关电源也是稳压电源，但稳压电源不能直接称为开关电源。
普通的串联稳压电源都安装电源变压器，具有输出电压稳定、波纹⼩等优点，但是电压范围⼩，效率低。
并联稳压电源输出电压特别稳定，但是负载能⼒很差，⼀般只在仪表内部做基准⽤。
开关稳压电源的效率⾼，电压范围宽，输出电压相对稳定，由于开关管⼯作在开关状态，功耗⼩，所以开关电源的⼯作效率可达80 %?90 %。
⽽通常的线性调整式稳压电源的效率仅达50 %左右开关电源是近代普遍推⼴的稳压电源，⽐如现在电脑的ATX电源、笔记本电脑电源适配器、打印机电源、⼿机充电器等等。
稳压电源是在负载功率变化时，输出电压仍然保持固定的电压值。
开关电源也是稳压电源，但稳压电源不能直接称为开关电源。
6.1.2开关电源的分类1、根据开关管在电路中的连接⽅式分类，可分为串联型开关稳压电源，并联型开关稳压电源和脉动变压器耦合式开关电源。
如图6.1所⽰四种类型开关电源电路。
（1）串联型开关稳压电源是指：开关管（或储能电感）与负载采⽤串接⽅式连接的⼀种电源电路。
（2）并联型开关稳压电源并联型开关稳压电源是指：开关管（或储能电感）与负载采⽤并接⽅式连接的⼀种电源电路（3）脉冲变压器耦合型开关稳压电路电源是指：开关管与脉冲变压器⼀次绕组串联后与整流电路并联，负载电路与脉冲变压器⼆次绕组并联。
2、根据开关管的激励⽅式不同分类，开关电源可分为⾃激式开关稳压电源和他激式开关稳压电源。
（1）⾃激式开关稳压电源是利⽤电源电路中的正反馈电路来完成⾃激振荡，启动电源。
（2）他激式开关稳压电源电路是专门设有⼀个振荡器来启动电源的3、根据使⽤的器件种类不同分类，可分为由分⽴元器件组成的开关稳压电源和由集成电路组成的开关稳压电源4、根据稳压的控制⽅式不同分类，开关稳压电源可分为脉冲调宽式和脉冲调频式两种（1）所谓脉冲调宽式开关稳压电源是指：由相关电路对开关的脉冲宽度进⾏调制的⼀种稳压电路（2）所谓脉冲调频式开关稳压电源是指：由相关电路对开关的脉冲频率进⾏调制的⼀种稳压电路6.1.3串联型开关稳压电源电路⼯作原理分析1. 串联开关稳压电源是指开关管串联在输⼊电压与负载电路之间的⼀种⼯作⽅式的电源电路。
开关稳压电源电路原理
开关稳压电源电路原理
开关稳压电源是一种常用的电源供电方式，它通过开关管的开关动作来调节输出电压，从而实现对负载电压的稳定控制。
本文将从原理、工作过程和应用领域三个方面介绍开关稳压电源的相关知识。
一、原理
开关稳压电源的核心组成部分是开关稳压电源芯片和开关管。
芯片是控制开关管开关动作的重要元件，它通过反馈电路感知输出电压，并将感知到的电压信号与设定值进行比较，从而控制开关管的导通与截止。
开关管则负责将输入电源与输出负载连接或断开，实现对输出电压的调节与控制。
二、工作过程
开关稳压电源的工作过程可以分为两个阶段：导通状态和截止状态。
当芯片感知到输出电压低于设定值时，它会控制开关管导通，使得输入电源与输出负载连接，从而提供稳定的输出电压。
当输出电压达到设定值时，芯片会控制开关管截止，切断输入电源与输出负载的连接，以维持输出电压的稳定性。
三、应用领域
开关稳压电源由于其输出电压稳定、效率高和体积小等特点，被广泛应用于各个领域。
在家用电器领域，开关稳压电源常用于电视、音响、电脑等设备的电源供应；在工业控制领域，开关稳压电源常用于PLC、变频器、伺服系统等设备的电源供应；在通信领域，开
关稳压电源常用于无线基站、通信设备等的电源供应。
此外，开关稳压电源还广泛应用于医疗设备、航空航天、军事装备等领域。
总结：
开关稳压电源通过芯片和开关管的协同工作，实现对输出电压的稳定控制。
其工作过程简单明了，应用领域广泛。
在今后的发展中，随着电子技术的不断进步，开关稳压电源将更加高效、稳定和可靠，为各个领域的电子设备提供更好的电源供应。
开关稳压电源的原理及故障定位
图 １串联 型 开 关 电 源基 本 框 图
图２ 并联 型开关电源基本框 图 可见 开关稳压 电源主要 由输入整流电路 、开关变 压器 、开关调整 管、 脉宽调制及各种保护电路等组成。若开关 管既是 开关作用 ， 又是开 关脉冲间歇振荡 的主要元件则该电源为 自激式 ；如果开关管不参与激 励脉冲的振荡过程 ， 激励脉冲由独立的振荡 电路产生 ， 么它属 于它激 那 式开关电源。不管何种开关电源 ，其开关管必须工作 在截止 和饱和状 态， 所以必须在开关管基极加开关激励脉冲 。 开关电源 的稳压原理大量 采用 脉冲调宽式的稳压方式， 即通过 自动改变开关功率管的关 闭和导 通时 间的比例，或通过改变振荡器输出脉冲的 占空 比来达到稳压 的 目 的。 稳压部分的电路 由取样 、 比较 、 控制三个部分组 成。 若开关电源的激 励脉 冲因故无法获取， 电源将停止工作 ， 保护电路就是通过强迫振荡 电 路停 止工作而设计的。因此开关 电源一般可分为振荡电路 、 稳压电路 、 保 护 电路 三 大 模 块 。 ２开 关 稳 压 电 源 的几 种 保 护 电 路 ． ２１ ．极性保护 直流开关稳压器的输 入一般都是未稳压直流 电源 。由于操作失误 或者意外情况会将其极性接错 ， 将损坏开关稳压 电源 。极性保护的 目 的 ，就是使开关稳压器仅当以正确的极性接上未稳压直流 电源时才能 工作。 利用单向导通 的器件可 以 现电源 的极性保护。 实 由于二极管 Ｄ要 流过开关稳压器 的输入总电流 ，因此这种 电路应用在小功率 的开关稳 压器上比较合适 。 在较大功率的场合 ， 则把极性保护 电路作为程序保护 中的一个 环节，可 以省去极性保护所需的大功率二极 管，功耗也将减
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开 关稳 压 电源 硇原 理 及 故瞪 定 位
开关稳压电源的原理分析和应用
开关稳压电源的原理分析和应用一、什么是开关稳压电源开关稳压电源是一种能够将输入电压转换为稳定输出电压的电源设备。
它通过采用开关管和电感等元件，通过周期性开关操作，将输入电压进行高效的转换和稳定，提供给需要稳定电压的设备使用。
二、开关稳压电源的原理开关稳压电源的工作原理基于开关电源中的开关管和电感元件。
以下是开关稳压电源的工作原理：1.开关管工作原理：开关稳压电源中通常采用MOS管或IGBT作为开关管。
通过控制开关管的导通和截止状态，实现电流的开关控制。
当开关管导通时，电流从输入端流过，而当开关管截止时，电流被阻断。
2.电感元件工作原理：电感是开关稳压电源中的重要元件之一。
它通过电流在其线圈中建立磁场，当电流改变时，磁场也随之改变。
这种磁场变化会导致产生电动势，实现电压的转换和稳定。
3.控制电路工作原理：开关稳压电源中的控制电路负责对开关管进行精确的开关控制。
它通常由反馈电路和PWM调制器组成。
反馈电路通过对输出电压进行监测，将信息反馈给PWM调制器，从而控制开关管的导通和截止，稳定输出电压。
三、开关稳压电源的应用开关稳压电源由于其高效稳定的特点，被广泛应用于各种领域。
以下是一些开关稳压电源的常见应用：1.电子设备：开关稳压电源被广泛应用于各种电子设备，如计算机、通信设备、音频设备等。
它能够提供稳定的电源供给，保证设备的正常运行。
2.工业自动化：在工业自动化领域，开关稳压电源可用于供应PLC（可编程逻辑控制器）、传感器和执行器等设备。
它能够提供可靠的电源，确保工业系统的正常运行。
3.医疗设备：在医疗设备中，如医疗成像设备、手术仪器等，开关稳压电源可提供高品质、稳定、可靠的电源供应，确保医疗设备的安全运行。
4.军事领域：在军事领域，开关稳压电源可用于供应军事通信、雷达、导航和武器系统等设备。
它能够提供稳定的电源供应，确保军事设备的正常运行。
5.太阳能和风能转换：开关稳压电源可以用于太阳能和风能转换系统中。
自激式开关稳压电源工作原理
自激式开关稳压电源工作原理作原理：下图是一个自激式开关稳压电源电路，由开关功率管VT2、脉宽调制管VT3、误差放大管VT4、过流保护可控硅开关VTl和脉冲变压器Tl等组成。
其中开关功率管兼做间歇振荡管。
VT2、Tl、R2～R5等构成变形间歇振荡器。
接通电源后，整流器输出的直流高压经过R2～R5降压后给VT2基极提供一个适当的正偏压，使其导通。
其集电极电流Ic2通过初级线圈N1，在其两端产生上正、下负的感应电压，并通过T1耦合到次级反馈线圈N5。
N5两端感应电压的极性刚好使VT2的基极为正，致使Ic2增大。
可见，这是正反馈的过程，VT2便迅速进入饱和导通状态。
此时，基极便失去控制作用，间歇振荡器相对进入稳定阶段。
电容器C5两端的充电电压为左正、右负，与N5反馈电压的极性相反。
所以，基极电源Ib2逐渐减小，VT2从饱和区退回到放大区，J＆减小，使Nl感应电动势改变方向，N5上电势也改变方向，Ib2急剧下降，Ic2也急剧下降。
由于正反馈的作用，VT2迅速转为截止状态。
这时变压器中的磁能不能立即消失，在集电极回路中感应出较高的电压，与电源电压叠加，使VT2集一射极之间的电压超过输人电压。
当VT2截止时，变压器初级线圈上的电压反向，并且感应以次级。
当次级电压升高到一定程度时，输出整流管VD2、VD3、VD4便导通，输出端有输出电压。
当VT2再次导通时，N1上的电流将线性增加，耦合到次级电压使输出整流二极管反偏而截止。
此时输出电压由LC滤波电路储存的能量提供。
假如由某种原因造成输出电压下降时，经过稳压二极管VD5加到VT4发射极上的电压也下降，通过R15、Rl7、R16分压加在VT4基极上的电压也降低。
很明显，发射极电压减小量比基极大，故VT4集电极电流减小，在R11两端的电压降也减小，VT3的基极电压下降，集电极电流如减小，R2、R3、R4、R5上压降减小，开关管VT2基极电位升高，开关管导通时间加长，使输出电压上升，从而保持输出电压的稳定。
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9.3.2
开关电源电路分析
1.采用集成控制器的开关稳压电路
图9.22 用CW3524的开关稳压电源
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图9.23
CW3524引脚图
本章小结
1.直流稳压电源应包含整流、滤波和稳压三个部分。整流 元件为二极管，滤波元件有电容和电感，滤波电容应与负载并 联，滤波电感应与负载串联。滤波后的直流电压仍受到电网波 动及负载变化的影响，为此要采取稳压措施。 2.稳压电路主要有线性稳压电路和开关型稳压电路两种。 小功率电源多用线性调整型稳压电路，其中三端集成稳压器由 于使用方便，应用越来越广泛。大功率电源多采用开关型稳压 电路，一般采用脉宽调制实现稳压。开关型稳压电路又分串联 型和并联型，由于并联型开关稳压电路易实现多组电压输出和 电源与负载间电气隔离，因而应用较广泛。
9.3 开关稳压电路
9.3.1 开关稳压电源的工作原理 9.3.2 开关电源电路分析
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9.3
开关稳压电路
一.特点：
1.效率～40%) 。
2.体积小，重量轻。可省去工频变压器。
3.对电网电压的要求不高。
4.调整管的控制电路比较复杂。
5.输出电压中，纹波和噪声成分较大。
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二、分类
1. 按控制方式分：脉冲宽度调制，脉冲 频率调制，两种方式混合。 2. 按是否使用工频变压器分：低压开关 稳压，高压开关稳压。 3. 按激励方式分：自激式，他激式。 4. 按开关调整管的种类分：双极型三极 管， MOS场效应管和可控硅开关管等。
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9.3.1 开关稳压电路的工作原理
1. 脉宽调制式串联型开关稳压电路
图9.20
脉宽调制式串联型开关稳压电路
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u+
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PWM
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uA
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0
Ui
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调节占空比 改变输出电压
iL Io 0 uo t (c)
Uo
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2. 脉宽调制式并联型开关稳压电路
图9.21
脉宽调制式并联型开关稳压电路