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  • 与之相对的是“正激”开关电源,当输入为高电平时输出线路中串联的电感为充电状态,相反当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为放电状态,以此驱动负载 单端反激式变换 由于是在开关管T关断期间变压器向输出...
  • 本文主要讲述的是反激式开关电源的原理。 ...  1.反激式开关电源原理--简介 ...  反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关...反激式开关电源原理--工作模式  反激式开关电源的电路结构
  • 本文主要讲述的是反激式开关电源的原理。 ...  1.反激式开关电源原理--简介 ...  反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关...反激式开关电源原理--工作模式  反激式开关电源的电路结构
  • 反激”指的是在开关管接通的情况下,当输入为高电平时输出线路中串联的电感为放电状态;相反,在开关管断开的情况下,当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为充电状态。与之相对的是“正激”开关电源,当输入...
  • 1.反激式开关电源原理--简介  反激式开关电源是指使用反激高频...反激式开关电源原理--工作模式  反激式开关电源的电路结构比较简单,在小功率电路中应用非常广泛,在15kw光伏逆变器中用到的两个电源都是这种结构
  • 反激开关电源主电路工作原理 包含电感电流连续模式和不连续模式公式对比 可以从真正意义上了解反激电路
  • 反激式开关电源原理

    2021-01-20 05:45:25
    1.反激式开关电源原理--简介  反激式开关电源是指使用反激高频...反激式开关电源原理--工作模式  反激式开关电源的电路结构比较简单,在小功率电路中应用非常广泛,在15kw光伏逆变器中用到的两个电源都是这种结构
  • 反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。反激指的是在开关管接通的情况下,当输入为高电平时输出线路
  • UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。该调制器单端输出,能直接驱动双极型的功率或场效应
  • 在相同输出功率条件下,反激式开关电源的开关流过的电流峰值和有效值大于正激、桥...为了获得更低的输出电压尖峰,通常的反激式开关电源工作在电感电流(变压器储能)断续状态,这就进一步增加了开关元件的电流额定。
  • 反激开关电源的工作原理

    千次阅读 2021-03-18 19:09:00
    首先,开关频率跟降压的实现没有关系,实现降压的原理就是反激电路的降压原理,每个周期的降压都是一样的,即便把频率加快也是一样的降压,但是频率快了,有什么意义呢?这就要说,*单个周期的降压过程中,时间越长...

    1,频率的问题:
    功率mos的开关频率在100KHZ左右,那么这个频率有什么意义呢?
    首先,开关频率跟降压的实现没有关系,实现降压的原理就是反激电路的降压原理,每个周期的降压都是一样的,即便把频率加快也是一样的降压,但是频率快了,有什么意义呢?这就要说,*单个周期的降压过程中,时间越长(占空比一定时),传递的能量越多,*那么对变压的要求,就越高,变压器要能储存释放那么多的能量,因此体积就会变大。另外,频率低,周期时间长,电流的纹波就越大,所以,将频率提高,减小单个周期转换的能量,来缩小变压器体积,减小纹波。但是功率MOS管开关时,MOS管,变压器等期间都会产生损耗,开关频率越大,损耗就越大,所以频率不能太高。变压器是有一个效率最高的频率的,工作在这个频率时,变压器效率最高。
    2,变压器实现降压的原理:
    变压器的能量是存储在磁芯上的磁能,这个磁能是初级电能转换过来的,一个周期中,转换进来的磁能要全部转换回电能释放到次级,这样才能一直循环这个步骤。(所以,在设计初次极的开关时要采用断续模式(DCM),以保证磁芯能量全部转换,否则磁芯的能量会积累,很快就损坏了 )采用断续模式不是因为能量完全转换,连续模式也同样是完全转换的,断续和连续是工作模式的不同,断续工作在小功率状态。大功率状态时,使用连续模式,其实,是因为小功率时,用连续模式会有问题,所以才不得不采用断续模式。
    变压器磁能和电能的转化有一个定律:伏秒守恒,即变压器绕组施加一个正向电压与施加时间的乘积必须等于所施加的反向电压与施加时间的乘积。(这是电感伏安关系U=L(di/dt)推到来的,同样由电容的伏安关系I=C(du/dt)也可以推导出安秒守恒:电容充电的电流与时间的乘积等于放电电流与时间的乘积)。
    基于此定律可以得到,降压与占空比有关(按上面的原理,电源只工作在连续模式就可以了,降压只与D有关。但是在上面的基础上,因为小功率工作状态下出现了另外一个问题,为了解决那个问题,必需采用断续工作模式,进而导致降压关系不光要与D有关,还受到了负载的影响)。初级电压高,施加时间短,次级电压低,施加时间长。
    当然,这个时间长短不是绝对时间,而是相对时间,即初级和次级的相对时间。初级侧,导通时间占周期的比值,占空比。
    这也说明,变压与频率无关。
    从上面的考虑来说,变压确实与频率无关,因为我们是采用脉宽调制技术来调压的,但是,我们的电源不是只工作在脉宽调制的模式下,还有频率调节模式。就是在低功率输出时,不需要太高的工作频率,那样太浪费了,然后就会切换使用频率调节模式,这时候,变压就与频率有关了
    但所谓的伏秒守恒,其实其本质是能量的守恒。其表现形式与电感的伏安特性:U=L(di/dt)有关;
    3,变压器的辅助绕组的工作原理:
    变压器辅助绕组,其实可以看作是另外一个次级绕组,在初级绕组导通时,其和次级绕组是一样的,不过辅助绕组的线圈比次级多,所以电压是30V左右。当初级绕组断开时,次级绕组也会像初级绕组一样,产生漏感的电压,所以辅助绕组的回路中既有次级绕组的整流电容,也有初级绕组的吸收回路。

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  • 开关电源是利用现代电子电力技术,控制开关管开通和关断的时间比率。维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM) 控制 IC 和MOSFET构成。 开关电源的类型 线性稳压器 所谓线性稳压器,也就是我们...

    最近再某宝买了一个AC-DC 开关电源,向他要一个原理图,想着哪里坏了可以自己修一修,结果说没有。这我怎么能忍??于是自己就结合网上资料和板子的丝印画出了他的原理图。

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    原理图如下:

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    开关电源基础知识

    开关电源是利用现代电子电力技术,控制开关管开通和关断的时间比率。维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM) 控制 IC 和MOSFET构成。

    开关电源的类型

    线性稳压器

    所谓线性稳压器,也就是我们所说的LDO,一般有这两个特点:

    • 传输元件工作再线性区,它没有开关的跳变。
    • 仅限于降压转换。

    开关稳压器

    • 传输器件开关(场效应管),在每个周期完全接通和完全切断的状态。
    • 里面至少包括一个电能储能的元件,如电感或电容。
    • 多种拓扑(降压,升压,降压-升压)。

    我们知道,所有的能量都不会凭空消失,损耗的能量最终都会以热的形式传递出去,这样,电路中就需要增加更大的散热片。结果电源的体积就会变大,并且整机的效率也很低。

    如果在开关模式的开关电源,不仅可以提高效率,还可以降低热管理。

    什么是开关稳压器?

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    开关稳压器,实现稳压,就需要控制系统(负反馈),从自动控制理论中我们知道,当电压上升时,通过负反馈把他降低,当电压下降时,就把它升上去。这样就形成了一个控制的环路,如PWM(脉宽控制),PFM(频率控制)等。

    脉宽调制方式(PWM)

    周期性的改变开关的导通与关断时间的简单方法

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    占空比:开通的时间 Ton 与开关周期 T 的比值,Ton(开通时间) + Toff(关断时间) = T(开关周期)。占空比 D = Ton / T 。

    但是,我们不能采用一个脉冲输出,需要一种实现能量流动平稳化的方法。通过很多的脉冲,高频的切换,将再开关接通期间存储能量,而在开关切断时提供能量的方法,从而实现平稳。

    电子行业中,两种储能元件

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    实例,简化的降压开关电源

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    如图,是一个简化的降压开关电源,为了方便电路分析,先不加入反馈控制部分。

    状态1: 当 S1 闭合时,输入的能量从C1 ,通过S1 --> 电感器L1 --> 电容器C2 --> 负载RL供电,此时,电感器L1同时也在 储存能量,可以得到 加载L1上的电压为 :Vin - V0 = L*di/dton。

    状态2:当 S2 关断时,由于电感储存能量,( 电感阻碍电流的变化,与电流的方向一致,变化时,将电感理解为一个电压源,该电压源输出的电流与原来的一致。)因此,从电感器L1储存的能量 --> 电容器C2 --> 负载RL --> 二极管D1。此时可得式子:L*di/dtoff = V0。

    最后我们得出 V0/Vin = D

    各个器件的作用:

    1. 电容C1 : 用于使输入电压平稳。
    2. 电容C2:负责输出电压平稳。
    3. 钳位二极管:在开关开路时,为电感器提供一条电流通路。
    4. 电感器 L1:用于存储即将传送置负载的能量。

    反激式变换器

    反激式变换器是由 Buck-Boost 变换器推演而来,将电感变换一个隔离变压器,就可以得到下图的反激式变换器。

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    反激的重要波形

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    当开关管开通,电感的电流上升,可以看出,它的电流图形和 BUCK-BOOSK的图形是非常相似的,它的区别就是一个原副边的匝数比,这里也可以看做变压器就是一个电感的作用。

    单端反激式开关电源

    单端反激式开关电源如图所示,电路中所谓的单端是指高频变化器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激,是指开关管导通时,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D1处于截止状态,再初级绕组中存储能量。当开关管截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组激VD1整流和电容C滤波后向负载输出。

    开关式稳压电源的基本电路框图

    单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20-100W,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。

    单端反激式开关电源使用的开关管VT1承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在20-200kHz之间。

    原理框图

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    原理解析

    EMI电路(瞬态滤波电路)

    市电接入PC开关电源后,首先进入的就是瞬态滤波电路。

    所谓的 EMI 就是电磁干扰,通常采用共模滤波器,其中包括共模电容,不平衡变压器或者共模电感。共模电容将两个输入线的共摸电流旁路到大地,共摸电感呈现一个平衡阻抗,也就是说,电源线和地线中阻抗相等,这个阻抗对共模噪声呈现阻抗特性。

    共模滤波器的作用是消除开关电源特有的"开关干扰",以保证设备自身和电网中的其他设备免除干扰。

    image-20211022142808740

    原理图:

    F1 : 保险管,电流过大时,保护电路。

    R1 R2 : 放电电阻,给这部分滤波放电,使用多个电阻是为了分散承受放电的功率。

    C11 : X电容,对差模干扰起滤波作用,也就是输入的两端。

    L1 : 共模电感,衰减共模电流。

    整流滤波电路

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    交流电,经过整流桥整流后,经过C2滤波后得到较为纯净的直流电压。若C2容量变小,输出的交流纹波将增大。

    电容充放电图:

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    NTC 热敏电阻: 在电路的输入端串联一个负温度系数的热敏电阻增加线路的阻抗,这样可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。

    当电路进入稳态工作时,由于线路中持续工作电流引发 NTC 发热,使得电阻器的电阻值变得很小,对线路造成的影响可以完全忽略。

    芯片启动电路

    CR6842具有2中启动方式:

    (1). 传统启动方式:使用VDD作启动引脚时,芯片支持整流前启动与整流滤波后启动,启动电路如下:

    image-20211022151112238

    (2). 具有OCP补偿功能的启动方式:使用3脚VIN作为启动引脚时芯片具有OCP补偿功能,但仅支持从整流滤波后启动的方式,如下所示:

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    原理解析:

    OCP补偿功能的启动,

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    左侧,当系统的输入电压发送变化时,通过启动电阻流经Vin端的电流也会发生变化,芯片通过检测该端口变化值来自动实现补偿,使系统达到恒定功率输出的目的。

    右侧,当电源上电开机时,通过启动电阻R11给 VDD端的电容C1 充电,直到VDD端口电压达到芯片的启动电压 Vth(ON) (典型值 16.5V)时,芯片才被激活并且驱动整个电源系统正常工作。

    开关ON通路与电流检测(限流保护)

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    开关电源ON的通路,其中R8为工作电流检测电阻。

    R9 与 C5 构成R-C网络,避免由于Sense 端的电流反馈信号前沿噪声干扰持续时间超过芯片内置的前沿消隐(LEB)时间导致系统性能异常。

    推荐R-C网络的取值:R<680Ω ,C < 1000pF。

    开关OFF通路

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    能量不可能凭空消失,因此需要一个回路来释放电感存储的能量,开关OFF时,通过二极管D6 电阻R10 释放能量,此处的电容与电阻并联,为了避免开关管的高频信号影响直流分量信号,起滤波作用。

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    加速关断驱动

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    MOS管一般都是慢开快关。在关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压快速泄放,保证开关管能快速关断。

    为使栅源极间电容电压的快速泄放,常在驱动电阻上并联一个电阻和一个二极管,如上图所示,其中D1常用的是快恢复二极管。这使关断时间减小,同时减小关断时的损耗。Rg2是防止关断的时电流过大,把电源IC给烧掉。

    开关管工作频率

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sJBPtmb4-1635916502464)(F:\Learning_Materials\private_data\Typora_Image\image-20211103092736645.png)]

    CR6842 允许设计者依据系统的使用环境自行调制系统的工作频率,CR6842的典型工作频率为65KHZ,其应用电路如下:

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    如上,我们设置的工作频率为 fpwm = 1742 / 24 = 72.58KHZ。

    同步整流滤波电路

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    D5 为整流二极管,保证单向导通。

    C6 与 R12 串联组成吸收回路与二极管并联,其作用是抑制方向峰值电压(削弱尖峰)对二极管的造成耐压不足引起损坏。

    也就是我们所说的缓冲电路:

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    L3 为续流电感,避免负载电流的突变,起到平滑电流作用。

    电容 C4 C7 C8 为输出滤波。

    光耦和TL431联合用在开关电源中的电压反馈电路

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    TL431 工作原理如下:

    上图中的431不是用于稳压,而是用作一个电压门限开关,它与R14,R15一起检测+12V电压的变化,当+12V电压升高时,431的K极和A极短接,然后将光耦发光二极管的阴极接地,光耦导通,电源芯片(TMG0165)的第一管脚(FB)被拉低,芯片便调整输出占空比,使+12V电压降低。当+12V降低时,光耦不导通,电源芯片 FB 端为高电平,调整输出占空比,使+12V升高。

    TL431 原理框图:

    image-20211025150957117

    TL431 用作稳压电路时,典型电路如下:

    image-20211025151039442

    当输入电压变化时,431会将变化的电压通过电流的作用转化到输入端的电阻上,其过程为:当输入端电压升高时,431的 K 极与 A 极之间的三极管 CE极电流增大,即 Ik电流变大(而 R1 和 R2 上的电流不变)输入端的电阻压降升高,从而保证 VKa 不变。当输入端电压降低时,431 的 K极和 A极 之间的三极管 CE极电流减少,即 Ik电流减少(而 R1 和 R2 上的电流不变),输入端的电阻压降减少,从而保证 VKa 不变。


    为此原理部分已经了解完成,接下来是需要了解性能参数。

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  • 开关电源讲解 -- 以反激式开关电源为例

    万次阅读 多人点赞 2019-01-07 10:43:17
    下图是一个反激式开关电源的原理图。输入电压范围在AC100V~144V,输出DC12V的电压。 开关电源的思路:要实现输出的稳定的电压,先获取输出端的电压,然后反馈给输出端调控输出功率(电压低则增大输出功率,反之则...

    一、整体概括

    下图是一个反激式开关电源的原理图。输入电压范围在AC100V~144V,输出DC12V的电压。

    开关电源的思路:要实现输出的稳定的电压,先获取输出端的电压,然后反馈给输出端调控输出功率(电压低则增大输出功率,反之则减小),最终达到一个动态平衡,稳定电压是一个不断反馈的结果。

    二、瞬变滤波电路解析

    市电接入开关电源之后,首先进入瞬变滤波电路(Transient Filtering),也就是我们常说的EMI电路。下图描述的是本次举例说明的瞬变滤波电路的电路图。

    各个器件说明:

    F1-->保险管:当电流过大时,断开保险管,保护电路。

    CNR1-->压敏电阻:抑制市电瞬变中的尖峰。

    R31、R32-->普通贴片电阻:给这部分滤波放电,使用多个电阻的原因是分散各个电阻承受的功率。

    C1-->X电容:对差模干扰起滤波作用。

    T2-->共模电感:衰减共模电流。

    R2-->热敏电阻:在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗,这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。当电路进入稳态工作时,由于线路中持续工作电流引起的NTC发热,使得电阻器的电阻值变得很小,对线路造成的影响可以完全忽略。

    三、整流部分

    各个器件说明:

    BD1->整流桥:作用应该知道。。

    L1、EC1、EC2->π型LC滤波电路,主要起的就是滤波,使输出的电流更平滑。

    四、开关电源主体部分

    开关电源的主题部分如下图,由于采用标注的方式更好说明,所以提供标注版PDF下载(末尾有链接)。

    五、输出端滤波电路

           下图是输出端滤波电路,由于采用标注的方式更好说明,所以提供标注版PDF下载(末尾有链接)。

    六、总结

    由于本人也是初次学习开关电源,所以只对整体部分有个了解,对比较困难的部分--变压器,目前还没有很深刻的理解,其余部分有不懂的地方,可以交流。

    标注版PDF下载:链接下载

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  • 单端反激电路由输入滤波电路、脉宽调制电路、功率传递电路(由开关管和变压器组成)、输出整流滤波电路、误差检测电路(由芯片TL431及周围元件组成)及信号传递电路(由隔离光耦及电阻组成)等组成。本电源设计
  • 1.反激开关电源芯片--简介 反激开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。“反激”指的是在开关管接通的情况下,当...单端反激开关电源采用的是稳定性很好的双环路反馈的控制系统,所以它可以通

    1.反激式开关电源芯片--简介

    反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。“反激”指的是在开关管接通的情况下,当输入为高电平时输出线路中串联的电感为放电状态;相反,在开关管断开的情况下,当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为充电状态。与之相对的是“正激”式开关电源,当输入为高电平时输出线路中串联的电感为充电状态,相反当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为放电状态,以此驱动负载。

    2.反激式开关电源芯片原理

    单端反激开关电源采用的是稳定性很好的双环路反馈的控制系统,所以它可以通过开关电源的PWM迅速调整脉冲占空比,从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和低级线圈充磁峰值电流进行有效调节,达到稳定输出电压的目的。这种反馈控制电路的最.大特点是:在输进电压和负载电流变化较大时,具有更快的动态响应速度,自动限制负载电流,补偿电路简单。

    3.反激式开关电源芯片--工作模式

    反激式开关电源的电路结构比较简单,在小功率电路中应用非常广泛,在15kw光伏逆变器中用到的两个电源都是这种结构。反激式开关电源有三种工作模式:连续模式、非连续模式以及临界模式。在非连续工作模式中,功率管零电流开通,开通损耗小,而副边二极管零电流关断,可以不考虑反向恢复问题,对EMC会有一些好处。

     

     

     

    展开全文
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    千次阅读 多人点赞 2020-07-26 18:07:59
    反激(Flyback) 型电路的结构见...它与正激电路不同的地方是开关管关断时将能量传送给负载(反激),变压器磁通仅在单方向变化(单端),他没有磁复位电路,因为次级将能量传送给负载的过程即去磁过程,所以不需要额...

空空如也

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反激式开关管工作原理