DS1000系列開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源的原理介紹

線性穩(wěn)壓電路的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，輸出電壓紋波小。但這種穩(wěn)壓電路的主要缺點(diǎn)是效率低，一般只有20%—40%。由于調(diào)節(jié)管耗電量很大，有時(shí)需要在調(diào)節(jié)管上安裝散熱器，這就增加了電源的體積和重量，使其變得笨重，但開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源就完全解決了這一問(wèn)題，不僅體積小，重量輕，紋波小，功率因數(shù)高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是高電壓輸出穩(wěn)定性尤其明顯。

我先介紹一下開(kāi)關(guān)式電源，開(kāi)關(guān)式電源的種類很多，根據(jù)開(kāi)關(guān)管與負(fù)載的連接方式分為串聯(lián)式和并聯(lián)式。根據(jù)開(kāi)關(guān)器件的激勵(lì)方式：自激和他勵(lì)磁。按電壓調(diào)節(jié)控制方式分:脈寬調(diào)制(PWM)、脈沖頻率調(diào)制(PFM)和混合調(diào)制(即脈寬頻率調(diào)制)型， 吉事勵(lì)高頻開(kāi)關(guān)式直流電源就是采用PWM技術(shù)。根據(jù)開(kāi)關(guān)管的連接方式和工作方式：?jiǎn)味恕⑼仆?、半橋和全橋。根?jù)開(kāi)關(guān)管的類型：晶體管、VMOS管和晶閘管。說(shuō)了這么多，我們先來(lái)看看開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源的原理圖設(shè)計(jì)。

我們可以先分析一下這個(gè)工作原理。如果utuA，uB=-UOPP時(shí)，調(diào)節(jié)管VT被切斷，L釋放能量，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使D導(dǎo)通，uE=-UD,VD會(huì)接通。

從這個(gè)工作圖中，我們還可以看出，調(diào)整管處于通斷狀態(tài)，發(fā)射極電位是一個(gè)高低交替的脈沖波形。LC濾波電路后，負(fù)載得到更平滑的輸出電壓。這里我們最關(guān)心的就是輸出電壓，對(duì)于一定的UI值，可以通過(guò)調(diào)整占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓UO，D越大，輸出電壓UO越大，因此稱為脈寬調(diào)制(PWM)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。際上，開(kāi)關(guān)電源本身具有穩(wěn)壓能力，因?yàn)楫?dāng)輸出電壓上升時(shí)，uB波形中的高電平時(shí)間被電壓比較器減少，低電平時(shí)間增加，調(diào)節(jié)管VT的導(dǎo)通時(shí)間t。變得更小，因此占空比變得更小D，并導(dǎo)致輸出電壓的降低。開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)相比線性電源是更加困難的，但是我們只要了解它的工作原理，知道是怎么回事就可以了。

審核編輯：湯梓紅