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高频开关电源的构成和分类及工作原理


作者:淄博奥凯电气有限公司

2021-06-26


  高频开关电源的构成和分类:
  开关电源以其体积小,效率高,适用范围广,广泛应用于各种电器产品。但是,开关电源的控制电路较为复杂,输出纹波电压较高,限制了开关电源的广泛应用。
  供电电源的小型化是电子装置小体积、轻量化的关键,因此必须尽可能降低电源电路的损耗。在开关电源中,调节管工作于开关状态,必然会出现开关损耗,且随着开关频率的升高,损耗增大。同时,电抗器、变压器等磁性元件和电容元件的损耗也随着频率的升高而增大。
  为了提高开关频率,必须采用高速开关装置。谐振电路可用于超过兆赫开关频率的电源,这种工作模式被称为谐振开关模式。在原理上,它能提高开关速度,开关损耗为零,噪声小,是提高开关电源工作频率的有效途径之一。利用共振开关方式的兆赫级变换器已得到应用。

  小型化、集成化的开关电源已经成为现实。然而,在同一芯片中集成功率开关管和控制电路需要解决电隔离和热绝缘的问题。

高频开关电源-淄博奥凯电气有限公司

  高频率开关电源工作原理:
  经过三相全波整流器和滤波转换成直流后,再进入高频逆变回路,将直流转换为高频,然后由高频变压器输出,滤波器、整流桥稳定直流输出。
  其中包括全桥转换电路,整流滤波电路,稳压电路,PWM控制电路,限流、稳流、保护、辅助电源电路等。
  三相电压(或单相电压)通过电源开关后,经过整流滤波,得到平滑的直流电压逆变电路,该电路为520Vdc(300Vdc)。
  反相器主要由大功率IGBT模块(MOSFET模块或场效应MOSFET模块)组成。PWM输出控制信号分别通过隔离驱动器的驱动功率模块,两组对角线管交替通畅,高频变压器由整流器在高频变压器变压后流向负载,产生的是高频脉冲电压,提供电能。
  具有单独的稳压、限流、稳流、限压等反馈电路。稳压状态下,稳压与限流电路一起工作,当输出电压升降时,为稳定输出电压,相应地改变PWM输出脉宽,通过稳压电路中的电压比较器与基准电压比较器,将误差信号电压加到PWM控制电路中。限流电路在负载电流较大时工作,将输出电流限制在限流设定值之内。
  同样,稳流电路在稳定电流状态下,也起着作用,当电流过大时,它使输出电流稳定在设定值内,电路就像钳位输出电压。当发生异常情况(如输入过压或欠压、过流或过温等)时,保护电路以达到保护的目的,将输出电压加到PWM电路上,使PWM电路停止工作。

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