簡化離線式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)
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開關(guān)電源的使用日益普及,電視機(jī)、機(jī)頂盒和錄像機(jī)均采用這種方式供電,移動(dòng)電話充電器、PDA(個(gè)人數(shù)字助理),甚至一些電動(dòng)牙刷都采用開關(guān)電源。 與傳統(tǒng)的線性電源相比,開關(guān)電源具有許多優(yōu)點(diǎn)。在通常情況下,如果只需要一個(gè)直流輸出,采用一個(gè)變壓器、整流器和濾波電容就可構(gòu)成線性電源。有時(shí),可采用一個(gè)線性穩(wěn)壓器提供穩(wěn)壓輸出。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單,所以成本通常較低。而開關(guān)電源通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴,所以線性電源獲得了廣泛應(yīng)用。表1列出了兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/179175.htm
表1線性與開關(guān)電源對比
| 線性電源 | 開關(guān)模式電源 |
| 通常成本很低 | 成本有低有高 |
| 噪聲低 | 可達(dá)到低噪聲,但會(huì)增加復(fù)雜度 |
| 結(jié)構(gòu)簡單 | 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 |
| 重量重,體積大 | 重量輕,體積小 |
| 效率低 | 效率高 |
| 固定輸入電壓 | 通用輸入電壓 |
開關(guān)電源電路有許多種,但最常見的是反激式轉(zhuǎn)換器,其原理如圖1所示,電源輸入首先經(jīng)過整流,然后濾波,接下來經(jīng)過變壓器和初級開關(guān),以及初級控制器;這個(gè)控制器根據(jù)反饋信號來改變開關(guān)的占空比,反饋信號是由次級反饋而來。
盡管可采用電感器,但所示設(shè)計(jì)采用的是未隔離的變壓器。隔離設(shè)計(jì)在離線設(shè)備中更為常見,在離線設(shè)備中,變壓器具有隔離作用,可方便地實(shí)現(xiàn)占空比調(diào)整。反激式開關(guān)電源可在非連續(xù)導(dǎo)通和連續(xù)導(dǎo)通兩種模式下工作,不連續(xù)導(dǎo)通模式如圖2所示。Ilm和Vlm是變壓器磁化電感通過的電流和施加的電壓。
表2開關(guān)電源的兩種導(dǎo)通模式
| 連續(xù)導(dǎo)通模式 | 非連續(xù)導(dǎo)通模式 |
| 峰值電流較小,開關(guān)損耗較低 | 峰值電流較大,開關(guān)損耗較 |
| 峰值電流較小,變壓器損耗較低 | 峰值電流較大,變壓器損耗較 |
| 所需電感較大,緩沖損耗較高 | 所需電感較小,緩沖損耗較低 |
| 次邊需要快速恢復(fù)二極管 | 不需要快速恢復(fù)二極管 |
當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電壓施加在變壓器初級的兩端,因?yàn)榇藭r(shí)次級二極管是截止的,變壓器所起的作用就像電感器。經(jīng)過初級線圈的電流會(huì)上升,同時(shí)能量儲存在磁通量中。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),次級二極管導(dǎo)通,電流通過次級時(shí)會(huì)下降,因?yàn)槟芰勘晦D(zhuǎn)換至次邊大容量電容器。如果電流經(jīng)過磁化電感區(qū)后降至零,這是不連續(xù)導(dǎo)通模式。如果磁化電流未降至零,如圖3所示,則系統(tǒng)以連續(xù)導(dǎo)通模式工作。
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