开关电源和直流稳压电源比较及其构成以及控制电路
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直流稳压电源的分类及原理直流稳压电源是一种能够将交流电转换为稳定的直流电并提供给各种电器设备使用的装置。
它主要由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
根据其输出方式和输出电压特点,可以将直流稳压电源分为线性稳压电源和开关稳压电源。
一、线性稳压电源线性稳压电源是利用线性元件(如二极管、三极管、场效应管等)将交流电转换为直流电,并通过稳压电路将输出电压维持在稳定的水平。
线性稳压电源的原理如下:1.变压器:将输入电源的电压变换为适合的电压,通常会降低电压。
2.整流电路:通过二极管或三极管将交流电转换为半波或全波的脉动直流电。
3.滤波电路:使用电容器对脉动电流进行滤波,使得输出电流平滑化。
4.稳压电路:通过负反馈机制控制输出电压,使其保持在稳定值。
线性稳压电源具有输出电压稳定性高、噪声和纹波小等优点,适用于对电压稳定性要求较高的场合,如科研实验、仪器设备等。
但由于采用了线性元件,效率较低,体积较大,无法满足高功率需求。
二、开关稳压电源开关稳压电源是利用开关管(如MOSFET、IGBT等)进行高频开关操作,实现输入交流电转换为稳定的直流电的一种电源。
开关稳压电源的原理如下:1.变压器:将输入电源的电压变换为适合的电压,通常会升降电压。
2.整流电路:通过开关管的高频开关操作,将输入电源转换为高频脉冲信号。
3.滤波电路:使用电感和电容对高频脉冲信号进行过滤,使输出电流平滑化。
4.稳压电路:通过负反馈机制控制开关管的开关频率和占空比,使输出电压稳定。
开关稳压电源具有体积小、效率高、功率大等优点,适用于工业控制、通信设备、变频器等大功率、高效率的应用场合。
但开关频率较高,容易产生高频噪声,需要进行精确的电磁干扰控制。
总结来说,直流稳压电源主要分为线性稳压电源和开关稳压电源两种类型。
线性稳压电源适用于对电压稳定性要求较高的场合,而开关稳压电源适用于功率较大、效率要求高的场合。
不同类型的稳压电源具有各自的特点和适用范围,根据实际需求选择合适的类型和规格的电源是非常重要的。
详细解析开关电源电路:工作原理,电路组成,电路图
随着我国电子电力科技技术不断的发展,不管是在家用或者是其他地方所使用的电源开关,都得到了较大的突破性的实质发展。
目前,就以开关电源来说,几乎被广泛的应用于所有的电子电器设备,是如今当下电子信息产业中最不可缺少的一种电源方式。
开关电源工作原理对于热爱电源物理的人来所,其实还是很好理解开关电源工作原理的,在线性电源中,功率晶体管在工作,而线性电源中导致闭合或者是断开的则是PWM 开关电源,在闭合、断开两种的状态之下,加上功率晶体管的电压是比较小的,就会成产很大的电流,关闭开关电源的时候,则是反过来的,电压大,而电流就会特别的小,而控制开关电源工作原理的控制器,就是为了能够更好的保持稳定性,从而给人们的生活环境带来安全。
开关电源工作原理及工作条件
除了以上讲述的开关电源工作原理之外,而开关电源工作原理在运行的时候,开关电源也是一定的工作条件的,比如开关,在工作的时候,不是线性状态,而是在电子电器工作之下呈现开关状态;另外,直流,开关电源在工作时候,是直流,不是交流;最后一个开关电源的高频,在电子电器工作状态之下,是高频,而不是接近于工作的低频状态哦!在开关电源工作原理中,这些工作条件是一定的。
开关电源工作原理及主要特点
每一样产品的诞生,都有它独自存在的主要特点,就连开关电源也是一样的。
那么除了以上不同的开关电源工作原理之外,开关电源主要的特点是什么呢?首先从外观上看,重量较轻、体积较小,因为没有采用工频变压器,所以开关电源的重量、体积只有线性电源的百分之二十到百分之三十左右;另外还有一个非常重要的特点,从开关电源工作原理上看,。
常见几种开关电源工作原理及电路图————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。
因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。
直流平均电压U。
可由公式计算,即Uo=Um×T1/T式中Um为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出,当Um 与T 不变时,直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。
这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。
2.单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。
电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。
所谓的反激,是指当开关管VT1 导通时,高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。
当开关管VT1截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1 整流和电容C滤波后向负载输出。
开关直流稳压电源设计设计原理:关键参数:开关直流稳压电源的关键参数包括输出电压精度、输出电流、纹波电压和负载调节率等。
输出电压精度表示开关直流稳压电源输出的电压与设定值之间的偏差。
输出电流表示电源能够提供的最大负载电流。
纹波电压表示输出电压的波动情况,是由开关器件的开关操作引起的。
负载调节率表示在负载变化时,输出电压的变化程度。
主要组成部分:一个典型的开关直流稳压电源由以下几个主要组成部分构成:1.输入端:输入端通常有一个交流电源或者一个整流电路,将交流电转换为直流电。
在输入端还可能包含一些滤波电容和短路保护电路。
2.开关电路:开关电路由各种开关器件组成,包括晶体管、场效应管和硅控整流元件等。
开关周期性地打开和关闭,调节输入电压的占空比,从而调节输出电压。
在开关电路中,还可能包含一些保护电路,如过流保护和过压保护等。
3.控制电路:控制电路是开关直流稳压电源中的重要组成部分。
它根据输出电压与设定值之间的偏差,生成控制信号,控制开关器件的开关操作。
控制电路通常由一个误差放大器、一个比较器和一个参考电压源组成。
4.输出端:输出端是开关直流稳压电源输出电压的终点。
它通常由一个输出电感、一个输出滤波电容和一个负载组成。
输出电感和输出电容起到滤波作用,减小输出电压的纹波。
负载则是电源供电的目标设备。
5.反馈回路:反馈回路起到监测输出电压并调整开关操作的作用。
它通常由一个反馈电阻和一个反馈电压比较器组成。
反馈电阻将输出电压分压为反馈电压,反馈电压比较器将反馈电压与设定值进行比较,生成控制信号。
总结:开关直流稳压电源是一种常用的电源设计,用于提供稳定的直流电压输出。
它通过开关器件的开关操作调节输入电压,并通过反馈机制保持输出电压稳定。
设计开关直流稳压电源需要考虑关键参数,包括输出电压精度、输出电流、纹波电压和负载调节率等。
主要的组成部分包括输入端、开关电路、控制电路、输出端和反馈回路。
开关直流稳压电源的设计涉及到多个领域的知识,包括电源电路、电子器件和控制理论等。
稳压电源、开关电源、DC-DC电源、充电电路、恒流源电路详细解析用电路元件符号表示电路连接的图,叫电路图。
电路图是人们为研究、工程规划的需要,用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图,可以得知组件间的工作原理,为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。
电路图是电子工程师必学的基本技能之一,本文集合了稳压电源、DCDC转换电源、开关电源、充电电路、恒流源相关的经典电路资料,为工程师提供最新鲜的电路图参考资料,超全超详细,只能帮你到这了!一、稳压电源1、3~25V电压可调稳压电路图此稳压电源可调范围在3.5V~25V之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。
工作原理:经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极,使调整管导通,在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通,接着V3也导通,这时V1、V2、V3的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样)。
调节RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。
元器件选择:变压器T选用80W~100W,输入AC220V,输出双绕组AC28V。
FU1选用1A,FU2选用3A~5A。
VD1、VD2选用6A02。
RP选用1W左右普通电位器,阻值为250K~330K,C1选用3300µF/35V电解电容,C2、C3选用0.1µF独石电容,C4选用470µF/35V电解电容。
R1选用180~220Ω/0.1W~1W,R2、R4、R5选用10KΩ、1/8W。
V1选用2N3055,V2选用3DG180或2SC3953,V3选用3CG12或3CG80。
2、10A3~15V稳压可调电源电路图无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源,下面介绍一款直流电压从3V到15V连续可调的稳压电源,最大电流可达10A,该电路用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路TL431,使稳压精度更高,如果没有特殊要求,基本能满足正常维修使用,电路见下图。
电路原理,开关电源和线性电源的对比和电路原理我们的供电是220v市电电压,但是,我们所使用的数码产品,工艺越来越发达,所需的直流电压越来越低。
因此,降压电源大规模的使用,是科技发展的必然。
降压电源方案,慢慢的从以前的线性电源转为了效率更高、更轻便的开关电源(笔记本、手机、路由器的充电器)。
谁还记得这个,线性电源标配:工频变压器线性电源原理:利用工频变压器互感降压后,整流滤波为不太稳定的直流电压,若要再高精度的稳定直流电压,再加上电压反馈调整输出,更高稳定度。
优点:电压稳定,纹波很小,没有干扰和噪音。
缺点:庞大体积的工频变压器;庞大的滤波电容;反馈电路的调整管有压降,转换效率低,一般只有30%,还需较大的散热片。
线性电源在前些年还大规模使用,如今,只有些老充电器、音响里等等地方见到。
开关电源原理:将电网电压整流滤波为直流电压,再由开关电子元件将直流电压逆变为高频交流电,再将高频交流电整流滤波为所需电压的直流电,另外,再附加一些控制电路、保护电路,对输出进行微调。
优点:体积小、轻;效率高达70%,发热小;输出电压范围宽;可以升压或降压(线性电源只能降压)。
缺点:高频电压对周围有一定电磁干扰(晚上手机充电最好远离人体);输出纹波比线性电源大;看到这里,应该明白,把220v驱动的灯用在较高电压的直流电中的原因了吧!手头有个功率计,测试一下功率差不多的线性电源和开关电源的空载功率:80瓦的工频变压器,待机3瓦70瓦开关电源,笔记本电源,待机0.3瓦对比开关电源和线性电源原理,日常应用及电源的改造上,尤其是一些电子万年历、路由器等小功率但常开电器,可以改为相同电压的开关电源,从发热上、待机功耗上,让你清凉一夏。
ps:降压供流电源,除了以上两类,日常生活中大规模使用的还有个阻容降压。
低压直流元件的供电,如果用以上两种电源,成本都不低,聪明的人们利用电容对交流电的阻抗作用,设计出了满大街使用的“阻容降压”。
老实说,这种降压方式,确实也促进了电器的生产和普及,而且,在某些小电流供电的使用下,效率不比开关电源差,甚至更高。
直流稳压电源的种类及选用一、线性稳压电源:线性稳压电源是最基本、最常见的一种直流稳压电源。
其工作原理是通过调节电源输出级的放大倍数,使输入电压经过放大后得到稳定的输出电压。
线性稳压电源具有输出纹波小、响应速度快等特点,可以提供较为精确的稳定电压输出。
但是线性稳压电源的效率一般较低,而且对输入电压波动较敏感,适用于对电流精度要求较高的场合。
二、开关稳压电源:开关稳压电源是一种采用开关电源技术的稳压电源。
开关稳压电源通过将输入电压通过开关进行高频开关控制,进而输出稳定的直流电压。
相比于线性稳压电源,开关稳压电源具有体积小、效率高、稳压精度高等优点,适用于对功率密度要求较高的场合。
不过开关稳压电源的输出纹波较大,输出电流负载能力一般较差。
三、开关调谐稳压电源:开关调谐稳压电源是一种结合了开关稳压电源和线性稳压电源的特点的稳压电源。
开关调谐稳压电源在线性稳压电源的基础上增加了开关电源的调谐电路,能够通过调谐电路实现线性和开关两种工作状态的切换,从而在保持稳压性能的同时提高电源的效率。
开关调谐稳压电源适用于对电源效率和稳压性能要求兼顾的场合。
四、直流稳压电源选用的要点:在选择直流稳压电源时,需要根据具体的应用需求和电源参数来进行选择。
1.输出电压范围:根据实际需求确定所需的输出电压范围,选择具备输出范围符合要求的稳压电源。
2.输出电流能力:根据所需的最大输出电流来选择电源的输出电流能力。
一般来说,电源的额定输出电流要大于所需的最大输出电流,以保证电源正常工作。
3.稳压性能:稳压电源的稳压性能是选择的关键指标之一、要求电源能够在额定负载下保持较低的输出纹波和较高的稳压精度。
4.效率:效率是衡量电源能量转换效率的指标,一般来说,效率越高,能耗越低。
选择效率较高的电源可以减少能耗和热量散失。
5.其他特性:根据实际需要,还可以考虑电源的保护功能、响应速度、稳定性等特性。
综上所述,直流稳压电源的种类包括线性稳压电源、开关稳压电源和开关调谐稳压电源,根据实际需求和电源参数来选择适合的电源。
开关电源工作原理如何理解及其电路图详细解析开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。
其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。
开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。
开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。
其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。
开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。
开关电源不同于线性电源,开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换,这两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,因此比较节省能源,产生废热较少。
理想上,开关电源本身是不会消耗电能的。
电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。
相反的,线性电源在产生输出电压的过程中,晶体管工作在放大区,本身也会消耗电能。
开关电源的高转换效率是其一大优点,而且因为开关电源工作频率高,可以使用小尺寸、轻重量的变压器,因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小,重量也会比较轻。
若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时,开关电源比线性电源要好。
不过开关电源比较复杂,内部晶体管会频繁切换,若切换电流尚加以处理,可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备,而且若开关电源没有特别设计,其电源功率因数可能不高。
主要用途开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯带,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。
开关型直流稳压电源的电路原理讲解在之前我们介绍了很多直流稳压电源的设计,不过我们之前介绍的电路,包括分立元件组成的串联型直流稳压电路及集成稳压器均属于线性稳压电路,这是由于其中的调整管总是工作在线性放大区。
线性稳压电路的优点是结构简单,调整方便,输出电压脉动较小。
但是这种稳压电路的主要缺点是效率低,一般只有20%—40%。
由于调整管消耗的功率较大,有时需要在调整管上安装散热器,致使电源的体积和重量增大,比较笨重。
直流稳压电源电路图在一开始我们就提到直流稳压电源的很多缺点,像效率很低,体积大,不易于携带,因此我们有必要去设计一种工作效率高,并且效率也很高,那就是我们的开关电源的设计。
先来介绍一下开关电源,开关电源的分类还有很多种,如果按开关管与负载的连接方式分:串联型和并联型;按开关器件的激励方式分:自激式和他激式;按稳压的控制方式分:脉冲宽度调制型(PWM)、脉冲频率调制型(PFM)和混合调制(即脉宽-频率调制)型。
按开关管的连接和工作方式分:单端式、推挽式、半桥式和全桥式;按开关管的类型分:晶体管、VMOS管和晶闸管。
说了这么多了,我们先来看下开关电源的原理图设计这个工作原理我们可以先分析一下如果当ut < ua="" 时,ub="+" uopp,调整管vt饱和导通,l存储能量,c充电;ue="UI">当 ut > uA 时,uB = -UOPP,调整管VT截止, L释放能量,其感应电动势使D导通,uE =-UD,VD导通。
从这个工作图中我们也可以看出调整管处于开关状态,发射极电位是高低交替的脉冲波形,经 LC 滤波电路后,负载上得到较平滑的输出电压,这里我们最关心的输出电压,对于一定的UI值,通过调节占空比即可调节输出电压UO。
D越大,输出电压UO越大,故称脉宽调制(PWM)型开关稳压电源。
其实开关电源自己本身是具有稳压能力的,因为当输出电压升高时经电压比较器使uB的波形中高电平的时间减小,低电平的时间增加,调整管VT的导通时间ton变小,所以占空比变小D,又造成输出电压的降低。