熟悉工控设备开关电源的基本原理
跟着全球对动力问题的重视,电子产品的耗能问题,怎样下降其待机功耗,行进供电功率成为一个及待处理的问题。传统的线性稳压电源尽管电路结构简略、作业可靠,但它存在着功率低(只需40%-50%)、体积大、铜铁消耗量大,作业温度高及调整规划小等缺点。
为了行进功率,人们研制出了开关式稳压电源,它的功率可达85%以上,稳压规划宽,除此之外,还具有稳压精度高、不运用电源变压器等特征,是一种较志向的稳压电源。正由于如此,开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中,工控设备开关电源就是用经过电路操控开关管进行高速的导通与截止,将直流电转化为高频率的交流电供应给变压器进行变压,然后发生所需求的一组或多组电压。
工控设备开关电源按操控原理来分类,大致有以下3种作业方法:
1)脉冲宽度调制式,简称脉宽调制(PulseWidthModulaon,缩写为PWM)式。其主要特征是固定开关频率,经过改动脉冲宽度来调度占空比,完毕稳压目的。其间心是脉宽调制器。开关周期的固定为规划滤波电路供应了便利。可是,它的缺点是受功率开关很小导通时刻的限.制,对输出电压不能作宽规划调度;此外,输出端一般要接假负载(亦称预负载),以防止空载时输出电压升高。现在,大多数的集成工控设备开关电源选用PWM方法。
2)脉冲频率调制方法,简称脉频调制(PulseFrequencyModulaon,缩写为PFM)式。其特征是将脉冲宽度固定,经过改动开关频率来调度占空比,完毕稳压的目的。其间心是脉频调制器。在电路规划上要用固定脉宽发生器来代替脉宽调制器中的锯齿波发生器,并运用电压?频率转换器(例如压控振荡器VCO)改动频率。它的稳压原理是:当输出电压Uo升高时,控.制.器输出信号的脉冲宽度不变而周期变长,使占空比减小,Uo下降。PFM式开关电源的输出电压调度规划很宽,输出端可不接假负载。
(1)均选用时刻比率操控(TRC)的稳压原理,无论是改动tp仍是T,终调度的都是脉冲占空比。尽管选用的方法不同,但操控方针一同,可谓异曲同工。
(2)当负载由轻变重,或许输入电压从高变低时,别离经过增加脉宽、升高频率的方法使输出电压坚持安稳。
3)工控设备开关电源混合调制方法,是指脉冲宽度与开关频率均不固定,彼此都能改动的方法,它归于PWM和PFM的混合方法。它包含了脉宽调制器和脉频调制器。由于和T均可独自调度,因而占空比调度规划宽,合适制作供实验室运用的输出电压可以宽规划调度的开关电源。
以上3种作业方法统称为“时刻比率操控”(meRaoControl,简称TRC)方法。需求指出的是,脉宽调制器既可作为一片独立的集成电路运用(例如UC3842型脉宽调制器),亦可被集成在DC/DC变换器中(例如LM2576型开关稳压器集成电路),还能集成在AC/DC变换器中(例如TOP250型单片开关电源集成电路)。其间,开关稳压器归于DC/DC电源变换器,工控设备开关电源一般为AC/DC电源变换器。
工控设备开关电源的典型结构其作业原理是:市电进入电源首要经整流和滤波转为高压直流电,然后经过开关电路和高频开关变压器转为高频率低压脉冲,再经过整流和滤波电路,终究输出低电压的直流电源。一同在输出部分有一个电路反馈给操控电路,经过操控PWM占空比以抵达输出电压安稳。