反激式开关电源的优点和缺点
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反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源:优点:-体积小,结构简单,成本较低。
-输出电流大,适用于一些高功率应用。
-效率较高,在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点:-输出电压稳定性较差,容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净,含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源:优点:-输出电压稳定性较好,能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大,适用于一些高负载应用。
-效率较高,在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点:-体积较大,结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源:优点:-输出频率较高,适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小,结构简单。
缺点:-输出电流相对较小。
-效率较低,在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响,导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源:优点:-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单,成本相对较低。
缺点:-输入电流波形较复杂,含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源:优点:-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单,成本相对较低。
缺点:-输入电流波形较复杂,含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结:根据以上分析,不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时,应根据具体应用需求,综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素,选择最适合的拓扑结构。
反激式开关电源(毕业论⽂)随着电⼒电⼦技术的发展,开关电源的应⽤越来越⼴泛。
反激式开关电源以其设计简单,体积⼩巧等优势,⼴泛应⽤于⼩功率场合。
开关电源以其⼩型、轻量和⾼效率的特点,被⼴泛地应⽤于各种电⽓设备和系统中,其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。
开关稳压电源有多种类型,其中单端反激式开关电源由于具有线路简单,所需要的元器件少,能够提供多路隔离输出等优点⽽⼴泛应⽤于⼩功率电源领域。
传统的反激式开关电源⼀般由PWM控制芯⽚(如UC3842)和功率开关管(频率较⾼时⼀般使⽤MOSFET)组成,PWM芯⽚控制环路设计复杂,容易造成系统⼯作不稳定,功率开关管有时需要外加驱动电路。
⾼效率与⼩型化在⼀定程度上是互相限制的,因为实现⾼效率会要求电路有相当的复杂度,⼤量的器件对⼩型化⼗分不利。
在开关电源设计初期,采⽤的都是分⽴元件,集成度很低,⼤部分电路只能在PCB版上实现,极⼤的限制了⼩型化实现的可能。
⽽且⼤量器件暴露在外,也影响了系统的稳定性。
采⽤近年来,为了实现更⾼的效率和更⼩的体积,开关电源的⼯作频率有了很⼤的提⾼。
⾼⼯作频率能够减⼩外围电感和电容的⼤⼩,从⽽减少系统的体积。
另外,反激变压器的设计也是⼀个难点,其往往导致电源设计周期延长。
随着PI公司⽣产的以TOPSwitch为代表的新⼀代单⽚开关电源的问世,以上诸多问题都得到了很好的解决。
应⽤TOPSwitch-HX设计开关电源,不仅器件更少,结构更简单,发热量更少,⼯作更可靠,采⽤该系列芯⽚已成为⼀种⾼效的反激式开关电源设计⽅案。
关键词:TOPSwitch-HX 反激式变换器⾼频变压器开关电源.第⼀章绪论 (1)⼀、反击式开关电源的背景 (1)⼆、反击式开关电源现状与发展趋势 (2)三、本课题选题意义及所做⼯作 (2)第⼆章反击式开关电源简介 (3)⼀、开关电源的分类 (3)⼆、反击式开关电源的原理 (4)第三章⾼效反激式开关电源系统设计 (5)⼀、提⾼效率的⽅法 (5)⼆、⾼效反激式开关电源的系统设计原理图 (6)三、各个⼦电路的分析设计 (7)第四章反激式开关电源元件选择及其参数 (8)⼀、Topswitch-HX 系列元件简介 (8)⼆、提⾼开关电源效率元件选取⽅法 (10)三、主要参数的计算 (11)第五章设计总结与展望 (13)参考⽂献 (14)致谢 (15)附录 (16)第⼀章绪论⼀、反激式开关电源的背景开关电源的前⾝是线性稳压电源。
反激式开关电源的优点和缺点反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。
2 反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事,通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
隔离反激式转换器的原理隔离反激式转换器(Isolated Flyback Converter)是一种常见的开关电源。
它通过将输入电源转换为高频交流信号,再通过变压器隔离来转换输出电压和电流。
本文将介绍隔离反激式转换器的工作原理、基本结构和优缺点。
工作原理隔离反激式转换器的工作原理可以大致分为两个步骤:1.开关阶段:输入电源交替开关导通,输入电感谐振产生电压,对输出电容充电。
2.收集阶段:开关断路,变压器漏感电压对输出电容放电,输出电压向上升至需求水平,重复以上步骤。
通俗来讲,在隔离反激式转换器中,交替开关导通会创建脉冲电压,这个电压会给变压器施加冲击。
当开关关闭时,变压器次级线圈的能量被存储在电感上。
当变压器的交流电压高于输出电压时,输出电容会被放电。
这个过程可以产生一个可调的输出电压。
基本结构隔离反激式转换器通常由以下部件组成:1.输入直流电源。
2.输入滤波电容。
3.稳压器部件(如MOSFET活着BJT),用于控制电源开关。
4.计时器元件,组织开关电源的转换。
5.变压器,用于对输入电压和输出电压进行隔离和转换。
6.输出矩阵和电容。
7.输出rectifiers,过滤电容和稳压器元件,用于稳定输出电压。
优点和缺点隔离反激式转换器具有以下优点:1.可以在一个系统中连接多个负载。
2.可以利用矩阵和电容进行反射功率控制,提高系统的效率。
3.变压器隔离安全保证。
4.可以在低电压范围内实现高电压输出。
不过,隔离反激式转换器也存在缺点:1.使用隔离变压器增加成本。
2.由于变压器的固有漏阻,效率可能降低。
3.稳定输出电压可能受变压器比率和电容大小的影响。
4.变压器磁噪声会对系统产生干扰。
结论综上所述,隔离反激式转换器是一种常见的开关电源。
其工作原理是通过将输入电源转换为高频交流信号,再通过变压器隔离来转换输出电压和电流。
虽然隔离反激式转换器具有一些优点,如可以连接多个负载和可以在低电压范围内实现高电压输出。
但是,也存在一些缺点,如使用隔离变压器增加成本和变压器漏阻可能降低效率等。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。
2 反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事,通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
因此,反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,从而会降低开关电源变压器的工作效率,并且漏感还会产生反电动势,容易把开关管击穿。
反激式开关电源工作原理反激式开关电源是一种常见的电源供电方式,它具有体积小、效率高、输出稳定等优点,广泛应用于各种电子设备中。
那么,它的工作原理是怎样的呢?接下来,我们将从几个方面来详细介绍反激式开关电源的工作原理。
首先,我们来了解一下反激式开关电源的基本结构。
反激式开关电源由输入滤波电路、整流桥、功率开关管、变压器、输出整流滤波电路和控制电路等部分组成。
其中,功率开关管是整个电路的核心部件,它通过控制通断来实现电源的输出调节。
整个电路结构简单,但是却能够实现高效稳定的电源输出。
其次,我们来了解反激式开关电源的工作原理。
在正常工作状态下,交流电输入经过输入滤波电路进行滤波去除杂波,然后进入整流桥进行整流,得到直流电压。
接着,这个直流电压经过功率开关管进行高频开关,通过变压器的变换作用,得到所需的输出电压。
最后,经过输出整流滤波电路进行滤波,得到稳定的直流电源输出。
整个过程中,控制电路起着关键的作用,通过对功率开关管的控制,实现电源的稳定输出。
再次,我们来分析一下反激式开关电源的优点。
首先,由于采用了高频开关技术,反激式开关电源具有高效率和小体积的特点,适合于各种小型电子设备的应用。
其次,由于采用了控制电路对功率开关管进行精确控制,反激式开关电源具有较高的稳定性和可靠性,能够满足各种工作环境下的需求。
此外,反激式开关电源还具有较好的过载保护和短路保护功能,能够有效保护电子设备的安全运行。
最后,我们来总结一下反激式开关电源的工作原理。
反激式开关电源通过输入滤波、整流、高频开关、变压器变换和输出整流滤波等步骤,实现了稳定的直流电源输出。
它具有体积小、效率高、输出稳定等优点,适合于各种电子设备的应用。
总的来说,反激式开关电源具有较好的工作原理和优点,能够满足各种电子设备的供电需求。
希望通过本文的介绍,能够使大家对反激式开关电源有更深入的了解,为实际应用提供帮助。
电子科技大学杨忠孝(下)反激开关电源特点优点成本低,外围元件少,低耗能,可设置多组输出。
缺点输出纹波比较大。
弥补缺陷的方法输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善电动自行车电源电路原理图次级侧电路原理图次级整流二极管的选型•为了降低输出整流损耗,次级整流二极管一般选用肖特基二极管,肖特基二极管有较低的正向导通压降Vf,能通过较大的电流。
输出整流二极管的耐压值二极管的平均电流值二极管的峰值电流值次级整流管的热设计•二极管的热损耗包括正向导通损耗、反向漏电流损耗及恢复损耗。
因为选用的是肖特基二极管,反向恢复时间短和漏电流比较小,可忽略不记。
•二极管的PN结对环境的热阻可以通过DATASHEET查得Rthjc=1.2°C/W•Tj=Rthjc*Vf*Id_rms+TaTa为工作的环境温度Tj为二极管工作温度理论值Vf表示二极管的正向导通压降Id_rms表示通过二极管的平均电流•吸收的本质,什么是吸收?•在拓扑电路的原型上是没有吸收回路的,实际电路中都有吸收,由此可以看出吸收是工程上的需要,不是拓扑需要。
•吸收一般都是和电感有关,这个电感不是指拓扑中的感性元件,而是指诸如变压器漏感、布线杂散电感。
•吸收是针对电压尖峰而言,电压尖峰从何而来?电压尖峰的本质是什么?•电压尖峰的本质是一个对结电容的dv/dt充放电过程,而dv/dt是由电感电流的瞬变(di/dt)引起的,所以,降低di/dt或者dv/dt的任何措施都可以降低电压尖峰,这就是吸收。
•吸收的作用?•1、降低尖峰电压•2、缓冲尖峰电流•3、降低di/dt和dv/dt,即改善EMI品质•4、减低开关损耗,即实现某种程度的软开关。
•5、提高效率。
提高效率是相对而言的,若取值不合理不但不能提高效率,弄不好还可能降低效率。
•RC吸收的特点:•1、双向吸收。
一个典型的被吸收电压波形中包括上升沿、上升沿过冲、下降沿这三部分,RC吸收回路在这三各过程中都会产生吸收功率。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样,由于两组开关器件轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感,就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是,对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为,全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组,工作时2个开关器件互相串联,关断时,每个开关器件所承受的电压,只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半,这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下,采用全桥式变压器开关电源,其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此,一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下,推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联,两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍;但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此,全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样,全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组,这也是它的优点,这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
各种开关电源的优点和缺点【反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式】为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。
在开关电源之中,电压或电流的幅值和平均值最直观,因此,我们用电压或电流的幅值与其平均值之比,称为脉动系数S;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比,称为波形系数K。
因此,电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki分别表示为:Sv = Up/Ua ——电压脉动系数 (1-84)Si = Im/Ia ——电流脉动系数 (1-85)Kv =Ud/Ua ——电压波形系数 (1-86)Ki = Id/Ia ——电流波形系数 (1-87)上面4式中,Sv、Si、Kv、Ki分别表示:电压和电流的脉动系数S,和电压和电流的波形系数K,在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或 K。
脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标,S和K的值,显然是越小越好。
S和K的值越小,表示输出电压和电流越稳定,电压和电流的纹波也越小。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源优缺点反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点最近查了很多关于开关电源的资料,现在总结如下,以便日后的查阅,呵呵。
由于博文有字数的限制故分两部分发表,本文为第一部分为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。
在开关电源之中,电压或电流的幅值和平均值最直观,因此,我们用电压或电流的幅值与其平均值之比,称为脉动系数S ;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比,称为波形系数K 。
因此,电压和电流的脉动系数Sv 、Si 以及波形系数Kv 、Ki 分别表示为:Sv = Up/Ua ——电压脉动系数(1-84 )Si = Im/Ia ——电流脉动系数(1-85 )Kv =Ud/Ua ——电压波形系数(1-86 )Ki = Id/Ia ——电流波形系数(1-87 )上面 4 式中,Sv 、Si 、Kv 、Ki 分别表示:电压和电流的脉动系数S ,和电压和电流的波形系数K ,在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S 或K 。
脉动系数S 和波形系数K 都是表征电压或者电流好坏的指标,S 和K 的值,显然是越小越好。
S 和K 的值越小,表示输出电压和电流越稳定,电压和电流的纹波也越小。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5 时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2 ,电流脉动系数等于 4 。
反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点反激式开关电源的优点和缺点反激变换器01反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。
02反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事,通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
03反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
反激式开关电源总结(转)开关电源分为,隔离与非隔离两种形式,在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式,隔离电源按照结构形式不同,可分为两大类:正激式和反激式。
反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。
原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管多,双管的不常见。
正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载,能量通过变压器直接传递。
按规格又可分为常规正激,包括单管正激,双管正激。
半桥、桥式电路都属于正激电路。
正激和反激电路各有其特点,在设计电路的过程中为达到最优性价比,可以灵活运用。
一般在小功率场合可选用反激式。
稍微大一些可采用单管正激电路,中等功率可采用双管正激电路或半桥电路,低电压时采用推挽电路,与半桥工作状态相同。
大功率输出,一般采用桥式电路,低压也可采用推挽电路。
反激式电源因其结构简单,省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感,而在中小功率电源中得到广泛的应用。
在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦,输出功率超过100瓦就没有优势,实现起来有难度。
本人认为一般情况下是这样的,但也不能一概而论,PI公司的TOP芯片就可做到300瓦,有文章介绍反激电源可做到上千瓦,但没见过实物。
输出功率大小与输出电压高低有关。
反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数,由于反激电源需要变压器储存能量,要使变压器铁芯得到充分利用,一般都要在磁路中开气隙,其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率,使变压器能够承受大的脉冲电流冲击,而不至于铁芯进入饱和非线形状态,磁路中气隙处于高磁阻状态,在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。
变压器初次极间的偶合,也是确定漏感的关键因素,要尽量使初次极线圈靠近,可采用三明治绕法,但这样会使变压器分布电容增大。
选用铁芯尽量用窗口比较长的磁芯,可减小漏感,如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。
关于反激电源的占空比,原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5,否则环路不容易补偿,有可能不稳定,但有一些例外,如美国PI公司推出的 TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的条件下。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样,由于两组开关器件轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感,就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是,对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为,全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组,工作时2个开关器件互相串联,关断时,每个开关器件所承受的电压,只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半,这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下,采用全桥式变压器开关电源,其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此,一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下,推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联,两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍;但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此,全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样,全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组,这也是它的优点,这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
超详细的反激式开关电源电路图讲解反激式开关电源电路图讲解一,先分类开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下:10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)100W-300W 正激、双管反激、准谐振300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等500W-2000W 双管正激、半桥、全桥2000W以上全桥二,重点在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点:输出纹波比较大。
(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。
给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!三,画框图一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。
开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图1图1,反激开关电源框图四,原理图图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都是按照一定步骤进行的。
下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图五,保险管图3 保险管先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
作用:安全防护。
在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。
技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。
分类:快断、慢断、常规计算公式:其中:Po:输出功率η效率:(设计的评估值)Vinmin :最小的输入电压2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。
0.98: PF值六,NTC和MOVNTC 热敏电阻的位置如图4。
图4 NTC热敏电阻图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等七,XY电容图5 X和Y电容如图X电容,Y电容。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。
2 反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事,通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
因此,反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,从而会降低开关电源变压器的工作效率,并且漏感还会产生反电动势,容易把开关管击穿。
4 反激式开关电源的优点是电路比较简单,体积比较小,反激式开关电源输出电压受占空比的调制幅度,相对于正激式开关电源来要高很多。
反激式开关电源的优点是电路比较简单,比正激式开关电源少用了一个大的储能滤波电感,以及一个续流二极管,一次,反激式开关电源的体积要比正激式开关电源的体积小,且成本也要低。
此外,反激式开关电源输出电压受占空比的调制幅度,相对于正激式开关电源来要高很多,因此,反激式开关电源要求调控占空比的误差信号幅度要比较低,误差信号放大器的增益和动态范围也要较小。
由于这些优点,目前,反激式开关电源在家电领域中还是被广泛的应用。
5 反激式开关电源多用于功率较小的场合或是多路输出的场合。
6 反激式开关电源不需要加磁复位绕组。
在反激式开关电源中,在开关管关断的时候,反激式变换器的变压器储能向负载释放,磁芯自然复位,不需要加磁复位措施。
7.在反激式开关电源中,电压器既具有储能的功能,有具有变压和隔离的功能。
正激式开关电源的优点和缺点1 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性相对来说比较好。
正激式变压器开关电源正好是在变压器的初级线圈被直流电压激励时,变压器的次级线圈向负载提供功率输出,并且输出电压的幅度是基本稳定的,此时尽管输出功率不停地变化,但输出电压的幅度基本还是不变,这说明正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性相对来说比较好;只有在控制开关处于关断期间,功率输出才全部由储能电感和储能电容两者同时提供,此时输出电压虽然受负载电流的影响,但如果储能电容的容量取得比较大,负载电流对输出电压的影响也很小。
2 正激式变压器开关电源负载能力相对来说比较强。
由于正激式变压器开关电源一般都是选取变压器输出电压的一周平均值,储能电感在控制开关接通和关断期间都向负载提供电流输出,因此,正激式变压器开关电源的负载能力相对来说比较强,输出电压的纹波比较小。
如果要求正激式变压器开关电源输出电压有较大的调整率,在正常负载的情况下,控制开关的占空比最好选取在0.5左右,或稍大于0.5,此时流过储能滤波电感的电流才是连续电流。
当流过储能滤波电感的电流为连续电流时,负载能力相对来说比较强。
3正激式变压器开关电源的电压和电流输出特性要比反激式变压器开关电源好很多。
当控制开关的占空比为0.5时,正激式变压器开关电源输出电压uo的幅值正好等于电压平均值Ua的两倍,流过滤波储能电感电流的最大值Im也正好是平均电流Io(输出电流)的两倍,因此,正激式变压器开关电源的电压和电流的脉动系数S都约等于2,而与反激式变压器开关电源的电压和电流的脉动系数S相比,差不多小一倍,说明正激式变压器开关电源的电压和电流输出特性要比反激式变压器开关电源好很多。
4正激式开关电源比反激式变压器开关电源多用一个大储能滤波电感,以及一个续流二极管。
正激式变压器开关电源的缺点也是非常明显的。
其中一个是电路比反激式变压器开关电源多用一个大储能滤波电感,以及一个续流二极管。
此外,正激式变压器开关电源输出电压受占空比的调制幅度,相对于反激式变压器开关电源来说要低很多,这个从(1-77)和(1-78)式的对比就很明显可以看出来。
因此,正激式变压器开关电源要求调控占空比的误差信号幅度比较高,误差信号放大器的增益和动态范围也比较大。
5正激式开关电源的体积比较大。
正激式变压器开关电源为了减少变压器的励磁电流,提高工作效率,变压器的伏秒容量一般都取得比较大(伏秒容量等于输入脉冲电压幅度与脉冲宽度的乘积,这里用US来表示),并且为了防止变压器初级线圈产生的反电动势把开关管击穿,正激式变压器开关电源的变压器要比反激式变压器开关电源的变压器多一个反电动势吸收绕组,因此,正激式变压器开关电源的变压器的体积要比反激式变压器开关电源的变压器的体积大。
6正激式开关电源的变压器初级线圈产生的反电动势电压要比反激式变压器开关电源产生的反电动势电压高。
正激式变压器开关电源还有一个更大的缺点是在控制开关关断时,变压器初级线圈产生的反电动势电压要比反激式变压器开关电源产生的反电动势电压高。
因为一般正激式变压器开关电源工作时,控制开关的占空比都取在0.5左右,而反激式变压器开关电源控制开关的占空比都取得比较小。
7双管正激式转换器可以应用于较高电压输入,较大功率输出的场合。
推挽式开关电源的优点和缺点1推挽式开关电源输出电流瞬态响应速度很高,电压输出特性很好。
推挽式开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源。
由于推挽式开关电源中的两个控制开关轮流交替工作,其输出电压波形非常对称,并且开关电源在整个周期之内都向负载提供功率的输出,因此,其输出电流瞬态响应速度很高,电压输出特性很好。
推挽式开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源。
它在输入电压很低的情况下,仍然能维持很大的输出功率,所以推挽式开关电源被广泛的应用于低输入电压的DC/AC逆变器,活DC/DC转换器电路中。
2 推挽式开关电源是一个输出电压特性很好的开关电源。
推挽式开关电源经桥式整流或全波整流后,其输出电压脉动系数和电流脉动系数都很小,因此,需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感就可以得到一个电压纹波和电流纹波很小的输出电压。
因此,推挽式开关电源是一个输出电压特性很好的开关电源。
3推挽式开关电源变压器的漏感以及铜阻损耗都比单极性磁化极变压器小很多,开关电源的工作效率跟高。
推挽式开关电源的变压器属于双极性磁化极,磁感应变压范围是单极性磁化极的两倍多,并且变压器铁芯不需要气隙,因此,推挽式开关电源变压器铁芯的磁导率比单极性磁化极的正激或反激开关电源的变压器铁芯的磁导率高很多倍,这样推挽式开关电源变压器的初级、次级的线圈的匝数可比单极性磁化极变压器初级、次级的线圈的匝数少一倍以上。
所以,推挽式开关电源变压器的漏感以及铜阻损耗都比单极性磁化极变压器小很多,所以开关电源的工作效率跟高。
4 推挽式开关电源的驱动电路简单。
推挽式开关电源的两个开关器件有一个公共接地端,相对于半桥式或全桥式开关电源来说,驱动电路简单的多。
5 推挽式开关电源不会像半桥、全桥式开关电源那样出现两个控制开关同时串通的可能性。
6 推挽式开关电源的主要缺点是两个开关器件需要很高的耐压值。
推挽式开关电源的主要缺点是两个开关器件需要很高的耐压,其耐压必须大于工作电压的两倍。
因此,推挽式开关电源在220V交流供电设备中很少使用。
另外,直流输出电压可调整式推挽开关电源输出电压的调整范围比反激式开关电源输出电压的调整范围小很多,并需要一个储能滤波电感,因此,推挽式开关电源不宜用于要求负载电压变化范围太大的场合,特别是负载很轻或是经常开路的场合。
7推挽式开关电源的变压器有两组初级线圈,对于小功率输出的推挽式开关电源是个缺点,对于大功率输出的推挽式开关电源是个优点。
因为大功率变压器的线圈一般都是多股线来绕制的,因此,推挽式开关电源的变压器的两组初级线圈与用多股线绕制根本没有区别,并且两个线圈与单个线圈相比可以减低一半电流密度。
8 推挽式转换器可以看作两个正激式转换器的组合,在一个开关周期内,这两的正激式转换器交替的工作。
若两个正激式变换器不完全对称或平衡时,就会出现直流偏磁的现象,经过几个周期累计的偏磁,会使磁芯进入饱和状态,并导致高频变压器的励磁电流过大,甚至损坏开关管。
9 推挽式、半桥式、全桥式转换器属于直流-交流-直流转换器。
由于直流-交流转换器提高了工作频率,所以,变压器和输出滤波器的体积和重量都可以减小。
半桥式开关电源的优点和缺点1 半桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高半桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样,由于两个开关管轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,半桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要很小的滤波电感和电容,其输出电压纹波和电流纹波就可以达到非常小。
2 半桥式开关电源的开关管的耐压值比较低。
半桥式变压器开关电源最大的优点是,对两个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为,半桥式变压器开关电源两个开关器件的工作电压只有输入电源Ui的一半,其最高耐压等于工作电压与反电动势之和,大约是电源电压的两倍,这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
因此,半桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合,一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是用半桥式变压器开关电源。
3半桥式开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组,这也是它的优点,这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。