数据驱动电源模块开关电路原理探究
导语:开关电源的工作原理涉及输入电路、变换电路、输出电路和控制电路。核心组成部分是功率开关管,通过其切换操作,将输入交流转换为高频脉冲信号,经过变压器或电子感性的变换处理,最终得到稳定的直流输出。
开关管两种主要状态分别是导通与截止。当处于导通状态时,内部的能量通过管道传递至输出容器储存;当进入截止状态时,储存在容器中的能量释放给负载,从而实现精确控制对输出的稳定性。这种方式提高了效率,因为它将交流转化为高频交流,在变压器中进行,使得体积减小、成本降低。
保护措施包括过欠压保护、过流保护和短路保护,以增强可靠性和安全性。此外,不同类型如继電器開關、中等晶體管開關、二极晶體管開關以及MOS 管開關,其工作原理各有不同,但共同点在于利用高速切換特性來控制電流與電壓。
接下来,我们将专注於Flyback(反激)與Forward(正激)兩種常見的開關電源技術,這些技術分別依據磁場能量之間的轉換進行,並且根據應用需求進行調整以滿足不同設備之需求。
正激式開關電源
正激式使用較複雜的結構,但輸出功率很高,因此適合100W-300W級別的小型、高效率應用。當導通時,一個變壓器充當介質直接耦合磁場能量使輸入與輸出的同時進行。在實際應用中,由於需要增加反向動勢绕組以防止初級線圈產生的反向動勢將開關擊穿,以及次級多加一個感測裝置進行儲能滤波,因此相比於反激式,其成本較高,而且變壓器尺寸要大於反激式。
反激式開關電源
此處描述的是使用逆制高頻變壓器隔離輸入與輸出回路的一種技術,它不僅起到傳遞能量作用,也起到儲存感度作用因此稱為電子感性的設計。所有這些都容易控制且廣泛應用于5W-100W的小功率範圍內。在運作時,当導通時,變壓器原始邊界感現象上升,因為逆制線圈同名端相對,所以輸出二極板閉合,而變壓者儲存能量由負載通過二極板供給並充填容積。而當斷續時則發生相對的情況,即二極板導通使得從原始邊界發射出去後方交叉點上的勁矩重新回到初始狀態並繼續循環持續地完成一次完整周期過程,此过程称为“续流”。
總結來說,由於工作原理差異,大多數情況下會選擇適合特定應用的最佳方案。