并联式开关电源的工作原理

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双电源开关工作原理

双电源开关工作原理

双电源开关工作原理首先,双电源开关由切换机构、控制电路和电源接口组成。

切换机构包括电源输入端、输出端和切换装置。

控制电路负责控制切换装置的动作,以及判断故障和电源状态。

电源接口用于连接外部电源和负载设备。

在正常工作情况下,双电源开关将连接主电源,并通过负载设备传输电能。

同时,备用电源则处于待机状态。

这时,控制电路会监测主电源的电压和电流情况,确保其正常工作。

当主电源出现故障或不稳定时,控制电路会检测到并发出信号。

根据控制电路的设定,切换装置会被触发,将负载设备连接到备用电源。

这样,负载设备就不会因主电源故障而受到影响,确保其正常运行。

在切换过程中,切换装置需要经历一个过渡态,即从主电源切换至备用电源的状态。

通常,存在一个过渡时间,这段时间内电源的电压和频率会有所不同。

因此,在选择双电源开关时,需要考虑负载设备对过渡状态的适应能力。

在双电源开关工作过程中,控制电路具有多项功能。

首先,控制电路会不断监测主电源和备用电源的状态,并记录其电压、电流和频率等参数。

同时,它还可以检测到电网故障、过载、短路和过压等异常情况,并及时切换电源。

此外,控制电路还可以进行自动和手动操作。

在自动模式下,控制电路会根据设定的参数和算法进行电源切换。

在手动模式下,人工干预控制电路,选择主电源或备用电源进行供电。

总结起来,双电源开关的工作原理包括切换机构和控制电路。

通过切换机构的协调动作和控制电路的监测和控制,可实现两个电源的切换,并确保负载设备在主电源故障时能够正常运行。

这种装置的可靠性和安全性使其成为电源切换的理想选择。

开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析开关电源(Switching Power Supply)是一种先将输入交流电转换为直流电,再通过变换器和开关元件进行调制和控制,最终输出所需电压和电流的电源装置。

它可以高效地进行能量转换,减少功耗,适用于各种电子设备。

下面将详细解析开关电源的工作原理。

1.开关电源的基本组成开关电源由输入滤波器、整流器、脉宽调制器、变压器、输出滤波器和反馈电路组成。

-输入滤波器:用于滤除输入电源中的干扰信号,并平滑输送到整流器。

-整流器:将交流电转换为直流电,常用的整流方式有全波整流和半波整流。

-脉宽调制器:根据反馈信号调整开关管的导通时间,控制开关元件的开关频率和占空比。

-变压器:将输入电压转换为所需的输出电压,并通过与脉宽调制器协调工作来控制输出电压的稳定性。

-输出滤波器:用于平滑输出电压,减少纹波幅度,并滤波输出电流。

-反馈电路:通过采样输出电压并与目标电压进行比较,产生反馈信号控制脉宽调制器的输出。

2.工作原理-输入滤波:交流电经过输入滤波器后,去除干扰信号,并保持电压稳定。

输入滤波器通常由电容和电感组成,它们通过电压和电流的交替变化,将输入电源趋于稳定。

-变压:通过变压器将输入电压进行转换,以获得需要的输出电压。

变压器一般由磁性材料、绕线、磁心等组成,通过众多的绕线匝数比实现输入电压于输出电压的变化。

-输出滤波:经过变压器的输出信号包含较多的纹波幅度,通过输出滤波器将纹波幅度减小到可以忽略不计的程度。

输出滤波器通常包括电感和电容,通过滤除高频杂波和平滑输出电流。

3.脉宽调制脉宽调制器是开关电源中至关重要的一个部件,负责控制开关元件(如晶体管或MOSFET)的开关频率和占空比,以调节输出电压的稳定性。

- 控制开关频率:脉宽调制器根据输出电压的需求,采用不同的控制方式,例如固定频率PWM(Pulse-Width Modulation)、可变频率PWM和电流模式控制。

通过调整开关频率,可以实现对输出电压的精确控制。

并联他激式单管开关电源电路

并联他激式单管开关电源电路

并联他激式单管开关电源电路并联他激式单管开关电源应用非常广泛,既有正激型,也有反激型,其中,多数为反激型。

1.并联他激式单管开关电源电路识别之一(反激型)图5-2所示是并联他激式单管开关电源应用电路(反激型)。

从开关变压器T1的同名端(T1中的小圆点)可以看出,这是一个反激型开关电源,要识别这个开关电源,应注意以下几个要点。

①首先要搞清楚开关电源控制芯片SG6848D的内部电路基本组成和引脚功能。

要了解SG6848D的有关资料,可以查阅相关书籍,也可以通过网络下载相应的数据手册。

SG6848D是由System General公司开发的一款高性能脉宽调制型(PWM)控制器,具有引脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点,可精确地控制占空比,实现稳压输出。

SG6848D内部电路如图5-3所示,主要由振荡器、PWM比较器、过流比较器(OCP)、欠压比较器(UVLO)、脉冲驱动电路等几部分组成,各引脚功能如表5-1所示。

②电路中,振荡电路在电源控制芯片SG6848D内部,经驱动后,由SG6848D的①脚输出,加到开关管VT1的栅极,驱动VTI工作在开关状态,开关管VT1只工作在开关状态,不参与振荡,因此,这是一个他激式开关电源。

⑨开关电源控制芯片SG6848D的②脚为供电端,实际上也是电源启动端,具体工作过程是:C2两端产生的300V左右的直流电压一方面经开关变压器T1的一次绕组NP加到开关管VT1的漏极;另一方面,经R2降压,加到电源控制芯片SG6848D的②脚,为SG6848D 提供启动电流,使SG6848D启动,并使振荡电路进入工作状态。

SG6848D启动后,其①脚(GATE端)输出PWM控制脉冲,驱动开关管VTI工作在开关状态,开关变压器T1的NF绕组输出的感应电动势,经二极管VD7整流、C4滤波后产生直流工作电压为SG6848D的②脚提供持续的供电,维持着SG6848D的正常工作状态。

开关电源并机均流原理

开关电源并机均流原理

开关电源并机均流原理小伙伴们!今天咱们来唠唠开关电源并机均流这个超有趣的事儿。

咱先得知道啥是开关电源并机。

你就想象啊,有好几个开关电源,就像一群小伙伴手拉手,它们一起工作来给设备供电呢。

那为啥要并机呢?这就好比一个人搬东西可能有点吃力,多几个人一起搬就轻松多啦。

多个开关电源并机可以提供更大的功率,满足那些对电源需求比较大的设备。

那均流又是啥呢?这可太重要啦。

要是这几个开关电源一起工作的时候,有的特别卖力,有的在那儿偷懒,那可就乱套了。

均流就是要让这些并机的开关电源都能合理地分担电流,就像大家一起分任务一样公平公正。

咱来聊聊均流的原理哈。

有一种是通过硬件电路来实现均流的。

这里面有个很关键的东西叫均流电阻。

你可以把这个均流电阻想象成一个小裁判。

每个开关电源输出的电流都要经过这个均流电阻。

如果哪个电源输出的电流大了,在这个电阻上产生的电压就会高一些。

这个电压信号就会告诉这个电源:“你太猛啦,收敛点。

”然后这个电源就会调整自己的输出,让电流降下来一点。

这样呢,各个电源输出的电流就会慢慢变得差不多啦。

还有一种是通过软件算法来实现均流的哦。

这就更高级啦。

它就像一个超级聪明的大脑在指挥着这些开关电源。

软件会不断地监测每个电源的输出电流情况。

如果发现有电源输出的电流不均匀,它就会根据预先设定好的算法来调整每个电源的工作状态。

比如说,它会给输出电流大的电源发个指令:“你悠着点,分点活给其他小伙伴。

”然后给输出电流小的电源说:“你加把劲呀。

”这个软件算法就像是在协调一群调皮的小朋友,让它们都能好好干活。

你知道吗?均流对开关电源并机系统的稳定性可太重要啦。

如果不均流,有的电源可能会因为负担过重而提前“累垮”,也就是损坏啦。

这就像一群人抬东西,要是有个人一直承担大部分重量,他肯定先受不了。

而如果均流做得好,这些开关电源就可以和谐共处,一起为设备稳定地供电,设备也就可以安心地工作啦。

而且啊,均流还能提高整个电源系统的可靠性呢。

并联电路的开关电源的原理

并联电路的开关电源的原理

并联电路的开关电源的原理并联电路是指电路中的电器元件或子电路的两个或多个构成部分之间是并联关系的电路。

开关电源则是一种能将交流电转换为直流电的电源。

开关电源的原理比较复杂,下面将对开关电源的原理进行详细的解释。

首先,开关电源的基本组成部分包括输入变压器、整流器、滤波器、开关管和控制电路。

1. 输入变压器:输入变压器主要用于将交流电源的电压变换为合适的电压,以满足整流器的工作电压要求。

输入变压器通常采用高频变压器,其特点是体积小、效率高。

2. 整流器:整流器主要用于将交流电源转换为直流电源,常用的整流电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。

整流器的作用是将变压器输出的交流电转换为脉冲形式的直流电。

3. 滤波器:滤波器主要用于去除整流器输出的脉冲形式的直流电中的纹波,使得输出的直流电更加平稳。

常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。

4. 开关管:开关管是开关电源中最关键的部分,它通过开和关来控制输出电流的通断。

开关管根据工作的方式可以分为二极管型和晶体管型两种。

常见的开关管有MOS管、IGBT等。

5. 控制电路:控制电路主要用于控制开关管的开和关,以控制输出电流的通断。

控制电路通过控制开关管的导通时间和截止时间来调节输出电流的大小。

开关电源工作的基本原理如下:1. 输入电压经输入变压器变换为适合整流器工作的电压。

2. 经过整流器整流后得到脉冲形式的直流电,其中包含较大的纹波。

3. 经过滤波器的处理,去除直流电中的纹波,得到平稳的直流电。

4. 控制电路对开关管进行控制,控制开和关的时间,从而控制输出电流的通断。

通过不断重复上述步骤,开关电源能够输出稳定的直流电。

在整个过程中,控制电路起到了关键的作用,它通过对开关管的控制来调节输出电流的大小和稳定性。

开关电源相较于线性电源具有以下优点:1. 转换效率高:开关电源的转换效率通常可以达到80%以上,远远高于线性电源的转换效率。

2. 体积小巧:开关电源采用了高频变压器,使得整个电源的体积大大减小,适用于小型电子设备的应用。

开关电源并联均流技术工作原理及特点

开关电源并联均流技术工作原理及特点

开关电源并联均流技术工作原理及特点摘要:本文主要讨论几种常用的开关电源并联均流技术,阐述其工作原理及特点。

关键词:均流主从控制电源内阻1引言在实际应用中,往往由于一台直流稳定电源的输出参数(如电压、电流、功率)不能满足要求,而满足这种参数要求的直流稳定电源,存在重新开发、设计、生产的过程,势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。

因此在实用中往往采用模块化的构造方法,采用一定规格系列的模块式电源,按照一定的串联或并联方式,分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。

但是电源输出参数的扩展,仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。

不论电源模块是扩压还是扩流,均存在一个“均压”、“均流”的问题,而解决方法的不同,对整个电源扩展系统的稳定性、可靠性都有很大的影响。

由于目前稳定电源输出扩流应用较多,本文仅讨论开关电源并联均流技术。

均流的主要任务是:(1)当负载变化时,每台电源的输出电压变化相同。

(2)使每台电源的输出电流按功率份额均摊。

2提高系统可靠性方法(1)在电源并联扩流过程中,为了提高系统工作稳定性,可采用N+m冗余的方法。

其中m表示冗余份数,m值越大,系统工作可靠性越高,但是系统成本也相应增加。

(2)采用均流技术保证系统正常工作。

在电源并联扩流中,应用较为广泛的办法是自动均流技术。

它通过取样、电子控制调节环路来保证整个系统的输出电流按每个单元的输出能力均摊,以达到既充分发挥每个单元的输出能力,又保证每个单元可靠工作的目的。

(3)均流技术应满足条件:·所有电源模块单元应采用公共总线。

·整个系统应有良好的均流瞬态响应特性。

·整个并联输出扩流系统有一个公共控制电路。

(4)常用的几种并联均流技术:·改变单元输出内阻法(斜率控制法)·主/从控制法(master/slave)·外部控制电路法·平均电流型自动负载均流法·最大电流自动均流法(自动主/从法、民主均流法)·强迫均流法3关于均流技术中常用的一些概念3.1稳压源(CV)电路框图和特性曲线分别如图1(a)、(b)所示,输出电压UO=RFUREF/R1(a)(b)图13.2稳流源(CC)电路框图和特性曲线分别如图2(a)、(b)所示,输出电流IO=RFUREF/(RSR1)(a)(b)图23.3CV/CC(恒压/恒流交叠)特性曲线如图3所示图34常用几种均流技术的工作原理4.1改变单元输出内阻法(斜率控制法、电压下垂式、输出特性斜率控制式)实现方式:·UO固定,改变斜率·斜率固定,改变输出电压(1)工作原理和特性曲线(a)(b)图4见图4(a)、(b),图中△Imax=△UOImax/△Uslope,内阻RO=△UO/△IO当单元输出电流IO1增加时,IO1在电流检测电阻RS上的压降增加,致使A1输出电压增加,与单元电压反馈信号Uf叠加后送至A2反相输入端,经A2放大后输出Ur变负,利用这个Ur电压控制单元输出电流,从而实现均流。

开关电源设计技巧连载六并联式开关电源

开关电源设计技巧连载六并联式开关电源

开关电源设计技巧连载六并联式开关电源并联式开关电源是将多个开关电源单元连接在一起,并共用一个输出
电压电流和负载。

由于这种开关电源的模块化构造,可以根据不同的需求
灵活配置不同类型的模块,从而形成适合不同负载的开关电源系统。

六相
并联式开关电源是将六相开关电源连接在一起,形成一个电源系统,具有
较大的输出能力。

六相并联式开关电源的设计有一些技巧,首先要搞清楚其输出能力,
以及各个模块之间的连接方式。

六模块并联时,要确保每个模块的输出电
压相同,这样才能保证整体的输出电压稳定。

其次,要根据要求选择适当的电感和电容。

由于连接多个开关电源模块,负载需求增加,就会带来电容和电感负载的增加,以承受较大的负载。

电容用于吸收电流波动,在输出电流变化时可以提供更多的能量,避免负
载的压力增大。

电感则用于抑制过载和短路,使电流更加平稳,输出电压
稳定。

同时,要考虑各模块之间的平衡性及负载分配。

由于多个模块连接,
负载分布会存在偏差,如果有一个模块负载大,这将会压制其他模块的工作,进而导致电压出现不稳定的现象。

开关电源模块并联供电系统解读

开关电源模块并联供电系统解读

2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统【0158组】2011年9月3日摘要本系统以Buck降压斩波电路为核心的DC-DC变换电路,实现了在额定负载下稳定输出电压的功能。

以一款工作于主/从均流控制方式的集成电路为主的均流电路,从而实现了两个DC-DC电源模块输出电流的自动分配。

系统输出直流电压8V±0.4V,两个模块输出电流之和分别为I0=1A(电流比为I1:I2=1:1)和I0=1.5A(电流比为I1:I2=1:2)时其相对误差绝对值不大于5%。

,DC-DC变换器的效率可达到71.5%,输入电压、输出电压和输出电流可以被测量和显示.系统特色:1)两个DC-DC电源模块输出电流的分配,采用主/从均流控制方式的集成电路为主的均流电路,有效提高了均流精度。

2)采用安装散热片和风扇等措施,有效降低了功率半导体器件温升,增强了系统的功率转换率。

3)反接保护和场效应管欠压保护Switching power supplyThe DC-DC converter circuit with the buck chopper system achieved a stable output at rated load voltage of the function. To work on a master / slave current sharing control of the integrated circuit-based current sharing circuit, which achieved the two DC-DC power module output current automatically assigned. When system output DC voltage is 8V ± 0.4V, output current of the two modules are I0 = 1A (current ratio I1: I2 = 1:1) and I0= 1.5A (current ratio I1: I2 = 1:2) , which the relative absolute error was less than 5%, DC-DC converter efficiency was 72%, input voltage, output voltage and output current can be measured and displayed.System Features: 1) Two DC-DC power module output current distribution, which the use of master / slave current sharing control of the integrated circuit-based current sharing circuit, achieved effectively improve the current sharing accuracy.2) The installation of the heatsink and fan and other measures to reduce the temperature rise of power semiconductor devices, and enhance the system's power conversion rate.目录一、方案论证与比较1.1 DC-DC主回路方法1.2直流稳压电源并联均流技术二、系统框图三、单元电路的分析与实现3.1 Buck降压电路器件的选择及参数计算3.1.1 开关场效应管的选择3.1.2 PWM驱动电路器件的选择3.1.3 二极管的选择3.1.4 电感的参数计算3.1.5 电容的参数计算3.2 输出滤波电路的设计与参数计算3.3 并联均流电路器件的选择及参数计算3.3.1 两个电源模块输出电流比例的设计3.3.2 电流检测电阻参数计算3.4 保护电路设计3.4.1 过流保护3.4.2反接保护3.4.3场效应管欠压保护四、测试与结果分析4.1 测试使用的仪器4.2 测试结果4.2.1 额定功率下的输出电压测试4.2.2 电源效率测试4.2.3 模块输出电流误差测试五、结论六、附录一、方案论证与比较1.1DC-DC主回路方案一: 间接直流变流电路:结构如图1-1所示,可以实现输出端与输入端的隔离,适合于输入电压与输出电压之比远小于或远大于1的情形,但由于采用多次变换,电路中的损耗较大,效率较低,而且结构较为复杂。

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并联式开关电源的工作原理
图1-11-a是并联式开关电源的最简单工作原理图,图1-11-b是并联式开关电源输出电压的波形。

图1-11-a中Ui是开关电源的工作电压,L是储能电感,K是控制开关,R是负载。

图1-11-b中Ui是开关电源的输入电压,Uo是开关电源输出的电压,Up是开关电源输出的峰值电压,Ua是开关电源输出的平均电压。

图1-11
当控制开关K接通时,输入电源Ui开始对储能电感L加电,流过储能电感L的电流开始增加,同时电流在储能电感中也要产生磁场;当控制开关K由接通转为关断的时候,储能电感会产生反电动势,反电动势产生电流的方向与原来电流的方向相同,因此,在负载上会产生很高的电压。

在Ton期间,控制开关K接通,储能滤波电感L两端的电压eL正好与输入电压Ui相等,即:eL = Ldi/dt = Ui —— K接通期间(1-35)
对上式进行积分,可求得流过储能电感L的电流为:
式中iL为流过储能电感L电流的瞬时值,t为时间变量,i(0)为流过储能电感的初始电流,即:开关K接通前瞬间流过储能电感的电流。

一般当占空比D
小于或等于0.5时,i(0)= 0,由此可以求得流过储能电感L的最大电流ILm 为:
ILm =Ui*Ton/L —— K接通期间(D = 0.5)(1-37)
式中Ton为控制开关K接通的时间。

当图1-11-a中的控制开关K由接通状态突然转为关断时,储能电感L会把其存储的能量(磁能)通过反电动势进行释放,储能电感L产生的反电动势为:
式中负号表示反电动势eL的极性与(1-35)式中的符号相反,即:K接通与关断时电感的反电动势的极性正好相反。

对(1-38)式阶微分方程求解得:
式中C为常数,把初始条件代入上式,就很容易求出C,由于控制开关K由接通状态突然转为关断时,流过储能电感L中的电流iL不能突变,因此,i(Ton+)正好等于流过储能电感L的最大电流ILm ,所以(1-39)式可以写为:
当t等于很大时,并联式开关电源输出电压的值将接近输入电压Ui,但这种情况一般不会发生,因为控制开关K的关断时间等不了那么长。

从(1-42)式可以看出,当并联式开关电源的负载R很大或开路时,输出脉冲电压的幅度将非常高。

因此,并联式开关电源经常用于高压脉冲发生电路。

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