开关电源充电器原理

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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。

开关型手机充电器原理介绍Word版

开关型手机充电器原理介绍Word版

开关型手机充电器原理介绍锂离子电池的工作机理是:电池充电时,正极材料中的锂形成离子溶出,嵌入到负极改性石墨层中;电池放电时,锂离子从石墨层中脱嵌,穿过隔离膜回填到正极钴氧化锂的层状结构中。

随充放电的进行锂离子不断的从正极和负极中嵌入和脱出,所以也有人称其为“摇椅电池”锂离子电池单体的额定电压为3.6V,充电限制电压为4.2V,放电限制电压为 2.5V 。

锂离子电池的充电过程分为两个步骤:先是恒流充电,其电流恒定,电压不断升高,当电压充到4.2V 的时候自动转换为恒压充电,在恒压充电时电压恒定,电流是越来越小的直到充电电流小于预先设定值为止,所以有人用直充对手机电池进行充电的时候明明电量显示已经满格了,可是还是显示正在充电,其实这个时候的电压已经达到了4.2V 所以电量显示为满格,那时就是在进行恒压充电过程,那么有人也许会问,为什么要进行恒压充电呢,直接用恒流充到 4.2V 不就行了吗,其实很容易解释,因为每一个电池都有一定的内阻,当用恒流进行充电到4.2V 的时候,这个4.2V 其实并不是电池实际的电压,而是电池的电压加上电池内阻上消耗的电压之和,如果电流很大那么在内阻上消耗的电压也就很大,所以那是实际电池的电压可能比4.2V 小很多,所以要用恒压充电过程,把充电的电流慢慢降下来,这样电池的实际电压就很接近4.2V 。

本文详细介绍了一种开关型该充电器采用了RCC型开关电源,即振荡抑制型变换器,它与PWM型开关电源有一定的区别。

PWM型开关电源由独立的取样误差放大器和直流放大器组成脉宽调制系统;而RCC型开关电源只是由稳压器组成电平开关,控制过程为振荡状态和抑制状态。

由于PWM型开关电源中的开关管总是周期性的通断,系统控制只是改变每个周期的脉冲宽度,而RCC型开关电源的控制过程并非线性连续变化,它只有两个状态:当开关电源输出电压超过额定值时,脉冲控制器输出低电平,开关管截止;当开关电源输出电压低于额定值时,脉冲控制器输出高电平,开关管导通。

TL494充电器原理与维修

TL494充电器原理与维修

TL494充电器原理与维修电动自行车充电器多采用开关电源,型号虽多,但电路结构大同小异,主要区别在于所选的脉宽调制(PWM)芯片不同如(UC3845、UC3842、SG3524、TL494)。

现以佳腾牌充电器为例,介绍其原理和故障检修方法。

一、电路原理根据实物测绘的佳腾牌充电器电路原理如图1所示。

整机可分为PWM产生和推动电路、功率开关变换电路、充电状态指示电路和交流输入电路四个部分。

1.PWM产生和推动电路PWM产生电路由IC1TL494和外围元件构成。

TL494是PWM开关电源集成电路。

引脚功能和内部框图如图2所示。

IC1的第5、6脚外接的C10、R19是定时元件,决定锯齿波振荡器的振荡频率,F=1.1/RC,按图中数值为50KHz。

第14脚是+5V基准电压输出端,除芯片内部使用外,还直接或分压后供第2、4、13脚和IC2使用。

第13脚为输出方式控制端,该脚接低电平时为单端输出方式,图中接第14脚+5V高电平,为双端输出方式。

第4脚为死区电压控制端,该脚电压决定死区时间。

电位升高,死区时间延长,输出脉宽变窄,当电压大于锯齿波电压时,输出脉宽将变得很窄,甚至停振。

凡输出端采用全桥或半桥式的开关电路,都要正确设置死区时间,以免两个开关管同时导通,发生电源短路的危险。

图中该脚电位由基准电压经R24和R20分压取得,实测电压为0.46V。

第1 、2脚和第16、15脚是IC1内部的两个电压比较器的正、反相输入端,分别用作充电电压取样和充电电流取样。

+44V充电电压经R28、R27和R26 分压反馈至第1脚。

C15是软启动电容。

第2脚电位由基准电压经R23和R3分压取得,实测为3.2V。

第1脚电压越高,输出脉宽越窄,充电电压越低;反之脉宽增宽,充电电压升高。

从而实现+44V充电电压的目的。

Ra是充电电压调试电阻,Ra和R26并联值越小,充电电压越高。

R29是脚充电电流取样电阻,由该电阻上取得的电压变化,经R13送入IC1的第15脚。

基于开关电源的充电器运行原理讲解

基于开关电源的充电器运行原理讲解

基于开关电源的充电器运行原理讲解
开关电源是一种在现代电子电力设备当中经常被用到的设计,其能够控制开关管的开通和关断比率,从而维持较为稳定的输出电压。

在电路设计当中,开关电源的应用非常广泛,经常被应用到各种小型产品的设计中,比如充电器,本篇文章将为大家介绍一种开关电源充电器的设计方法。

 此开关电源充电器,供电电压源为110V,可方便地改为90~250V而继续工作。

输出电压5V,可改动为输出5~12V,特别适合无绳电话或手机的3.6V(或4~9V)电池作快速充电使用。

 电路工作原理
 图1
 由图1可知,VC1、L5以及C2等组成市电输入整流滤波电路,C2两端产生约300V的直流高压。

VT1、VT2、L1、L2等组成自激式振荡电路,
R3、R4提供启动偏置电流,使VT1加电时即导通。

当主回路L1中有电流流过时,L2上产生感应电动势,当其峰值超过3V时,VD5被击穿,通过R8向VT2提供偏流,使VT2饱和导通,VT1因偏置电压被短路而关断。

当L1中电流关断时,L2感应电动势的极性反相,经VD5、R8加反向偏压于VT2基极,VT2转变为截止状态,VT1经R3、R4提供的偏置电流重新导通。

如此循环往复,形成间歇自激振荡。

C5、R6用以改善振荡波形,光电耦合器OPT1用以调控振荡器脉冲宽度。

 L3、L4、C7等组成整流输出电路,二极管3S90用于半波整流,RK14用于充电隔离,R18作为输出电流采样电阻。

当输出电流超载(大于0.8A)或短路时,R18上产生较大压降,使OP1输出电位急剧降低,光电耦合器控制振。

开关电源给电池充电的原理

开关电源给电池充电的原理

开关电源给电池充电的原理主要是利用了电路开关管开通和关断的特点,通过高频电源转换电路,将交流电转变为直流电,并供给电池进行充电。

具体来说,首先,输入的交流电经过滤波电路滤除交流成分,然后通过高频发生电路产生高频率的交流电,该交流电的电压、频率都在不断变化,形成一种高频脉冲电流。

接下来,这些变化的电流通过整流电路整流为脉动直流电。

在整流的同时,控制电路会根据电池电压或电流的变化控制高频开关功率管的工作状态,产生对应于输入交流电的脉冲电流。

同时,控制电路还通过调节脉冲电功率的大小来控制充电的电流,以实现恒流充电的目的。

在充电过程中,当电池电压上升到一定值时,充电电流会减至额定值的5%左右,此时充电已基本结束。

当充电电源具有短路保护功能时,开关电源会自动进入待机保护状态,当控制电路接收到短路信号后,会自动关闭开关管并断开开关电源,从而达到安全保护的目的。

同时,开关电源对电池充电还有一定的智能性。

例如,当电池已达到满充状态时,电源不会继续提供电流。

对于没有满充状态的电池,开始进行快速充电,并保持高功率充电。

当电池达到90%的满充状态后,充电功率会逐渐减小并变为50%的额定值,这可以看作是涓流充电过程。

总的来说,开关电源给电池充电的原理是基于现代电子技术的一种电源转换方式,它可以将交流电转变为直流电并供给电池进行充电。

这个过程中,控制电路的角色非常重要,它可以根据电池状态调整电源输出,并实现安全保护和智能充电的功能。

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工作原理是指通过开关元件(如晶体管、MOSFET等)控制电源的输入电压,使其以一定的频率进行开关操作,从而将输入电压转换为所需的输出电压。

下面是对开关电源工作原理的超详细解析:1. 输入电压:开关电源的输入电压通常是交流电(AC),其电压值和频率根据不同的应用而不同。

在实际应用中,通常需要将交流电转换为直流电(DC)来供给电子设备。

2. 整流:通过整流电路将交流电转换为直流电。

整流电路通常采用整流桥或者二极管桥等元件,将交流电的负半周或者正半周转换为直流电。

3. 滤波:由于整流后的直流电还存在较大的纹波,需要通过滤波电路进行滤波处理。

滤波电路通常采用电容器和电感器等元件,将纹波电压进行平滑,得到较为稳定的直流电。

4. 开关操作:开关电源的核心部份是开关元件,如晶体管、MOSFET等。

开关元件根据控制信号的输入,以一定的频率进行开关操作。

当开关元件处于导通状态时,输入电压通过开关元件传递到输出端;当开关元件处于断开状态时,输入电压不会传递到输出端。

5. 脉宽调制(PWM):为了控制开关元件的导通和断开时间,需要使用脉宽调制技术。

脉宽调制是通过调节开关元件导通时间的比例来控制输出电压的大小。

通常使用比较器和参考电压等元件来实现脉宽调制。

6. 输出变压器:为了将输出电压变换为所需的电压水平,通常使用输出变压器。

输出变压器通过变换输入电压和输出电压的变比关系,实现输出电压的变换。

7. 输出滤波:由于开关操作会引入一定的干扰和纹波,需要通过输出滤波电路进行滤波处理。

输出滤波电路通常采用电容器和电感器等元件,将纹波电压进行平滑,得到稳定的输出电压。

8. 控制和保护:开关电源通常还包括控制和保护电路。

控制电路用于控制开关元件的开关操作,保护电路用于保护开关电源和电子设备免受过电流、过电压和短路等故障的影响。

以上是开关电源工作原理的超详细解析。

开关电源通过开关操作和脉宽调制技术,将输入电压转换为所需的输出电压,并通过滤波和保护等电路对输出电压进行处理和保护。

开关电源工作原理解析

开关电源工作原理解析

开关电源工作原理解析开关电源,这玩意儿在咱们的日常生活中可太常见啦!从手机充电器到电脑电源,从电视到各种电子设备,都离不开它的身影。

咱们先来聊聊啥是开关电源。

简单说,开关电源就是一种通过控制开关器件的开通和关断,来实现电能转换和稳定输出的装置。

比如说,咱们常见的手机充电器,就是一个小小的开关电源。

它把家里 220 伏的交流电,变成适合手机电池的直流电,而且还能保证电压和电流的稳定,不会把咱的手机给充坏喽。

开关电源工作的原理其实就像一个聪明的管理员。

想象一下,有一个大仓库,里面的货物(电能)需要不断地被运出去,而且每次运出去的量还得稳定、准确。

开关电源里有个关键的角色,叫开关管。

这开关管就像是仓库的大门,一会儿开,一会儿关。

当它打开的时候,电能就像货物一样涌进来;当它关闭的时候,电能就被暂时挡住了。

通过这样快速地开关,就能把输入的电能进行调整和转换。

还有个重要的家伙叫变压器,它就像个神奇的魔术师。

通过不同的绕组和匝数比,把输入的高电压变成咱们需要的低电压。

比如说,把220 伏的电压变成 5 伏或者 12 伏。

为了让输出的电压和电流稳稳当当,开关电源里还有各种反馈电路和控制芯片。

这些就像是管理员的眼睛和大脑,时刻监测着输出的情况。

如果发现电压高了或者低了,电流大了或者小了,就赶紧调整开关管的开关时间,让输出保持在设定的范围内。

我记得有一次,我家里的一个充电器坏了。

我好奇地把它拆开,想看看里面到底是咋回事。

结果发现,有个小小的元件烧黑了。

后来我一查资料,才知道那可能是开关管出了问题,因为它工作太频繁太辛苦了,就像一个一直不停跑的人,累坏了。

咱们再来说说开关电源的优点。

它的效率可高啦,比起传统的电源,能节省不少电呢。

而且它体积小、重量轻,携带方便。

你想想,要是咱们的手机充电器还是那种又大又重的家伙,得多麻烦呀!但是,开关电源也不是完美的。

有时候它会产生一些电磁干扰,对周围的电子设备可能会有影响。

不过,随着技术的不断进步,这些问题也在逐渐被解决。

开关电源原理与设计_陶老师

开关电源原理与设计_陶老师

开关电源原理与设计_陶老师开关电源是一种将输入的电能通过适当的控制,变换为输出电能的电源。

相比传统的线性电源,开关电源具有高效率、小体积、轻重量的优点,因此得到了广泛应用。

开关电源的工作原理如下:首先,将输入电源通过矩形波振荡器产生高频交变电压。

然后,经过变压器将其变换为在输出侧所需的直流电压。

接下来,经过整流、滤波电路将高频输出变为纯净的直流电压。

最后,经过稳压电路将输出电压保持在稳定的值。

开关电源的设计主要包括变压器、整流滤波电路、调节稳定电路和保护电路四个部分。

变压器是开关电源的核心组件之一、它用于将高频交变电压变换为所需的直流电压。

变压器主要由铁芯和线圈组成。

在设计变压器时,需要根据输入输出电压、输出电流和工作频率等参数来确定铁芯的尺寸和线圈的匝数。

整流滤波电路用于将高频输出转换为稳定的直流电压。

这个电路通常包括整流管、滤波电容和负载电阻等组件。

整流管用于将交流信号转换为直流信号,滤波电容则用于去除残留的纹波,负载电阻用于负载电流的平衡。

调节稳定电路用于保持输出电压的稳定性。

这个电路主要包括反馈控制器、比较器和调节元件等组件。

反馈控制器用于检测输出电压,并将其与参考电压进行比较,从而产生相应的控制信号。

比较器用于将控制信号转换为相应的开关信号,控制开关管的通断。

调节元件则用于调节开关管的通断时间,从而控制输出电压的稳定性。

保护电路用于保护开关电源在故障情况下的安全运行。

这个电路通常包括过压保护、过流保护和短路保护等功能。

过压保护用于在输出电压超过额定值时切断电路,以防止损坏负载。

过流保护则用于在输出电流超过额定值时切断电路,以防止损坏开关管和负载。

短路保护则用于在输出短路时切断电路,以防止损坏开关管和负载。

总之,开关电源是一种高效率、小体积、轻重量的电源,其工作原理主要包括矩形波振荡器产生高频交变电压、变压器将其变换为直流电压、整流滤波电路将输出变为纯净的直流电压、调节稳定电路保持输出电压稳定以及保护电路保护开关电源在故障情况下的安全运行。

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开关电源充电器原理
开关电源充电器是一种常见的电源适配器,它通过采用开关电源的原理来实现对电池或设备进行充电。

其工作原理如下:
1. 输入电压稳压滤波:将交流电从电源插座输入充电器中,通过整流和滤波电路将输入电压变为直流电压,并通过稳压电路将电压稳定在设计的工作电压范围内。

2. 开关电源转换:充电器包含一个开关电源转换器,它由开关管和变压器组成。

当输入电压稳定后,开关管周期性地开关,使得变压器中的电流产生周期性变化,通过变压器的耦合作用,将电压和电流进行变换。

3. 整流和滤波:开关电源转换器输出的电流经过整流电路,转换为直流电流。

然后通过滤波电路将直流电压进行平滑,减小纹波。

4. 控制和保护:充电器中还包含一个控制和保护电路,用于监测充电电流和电压,以及温度和过载等情况。

当充电器工作异常时,保护电路会自动切断电源,以避免电池或设备受到损害。

5. 输出调节:最后,通过输出调节电路将直流电压调节为符合充电需求的电压和电流,从而为电池或设备提供合适的电力供应。

一般充电器会根据充电状态的不同,采用恒流充电或恒压充电的方式。

总的来说,开关电源充电器通过整流、滤波、开关电源转换和
输出调节等步骤,将交流电转换为适合充电的直流电,并通过控制和保护电路实现对充电过程的监测和保护。

这样就能够安全有效地给电池或设备提供充电功率。

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