电源稳压揭秘交流电路开关的神奇原理
导语:开关电路的原理涉及开关电源的工作方式,其核心包括输入电路、变换电路、输出电路和控制电路。开关电源通过功率开关管切换输入为高频脉冲信号,这个脉冲信号经过变压器或电感器处理,得到稳定直流输出。开关管两种状态是导通与截止,当导通时,能源传递至输出容器储存,而在截止时,从容器释放到负载以实现精确控制。
此外,开关效率较高,因为它将交流转化为高频交流,在变压器中提高效率,减小体积并降低成本。保护措施如过欠压、过流和短路保护增强了可靠性和安全性。
不同类型的开关,如继电器、场效应晶体管、高级双极晶体管和MOS管利用高速特性控制通断,以实现对流量和压力的调控。
作为交直流转换设备,它通过快速切换将输入成脉冲,然后由整流滤波成直流输出。具有高效率、小型轻量、稳定性能等优点广泛应用于电子设备、通信系统等领域,是现代技术中的常见类型。
分类方面,可按输入类型分AC-DC/DC-DC;按工作方式分单端/双端;拓扑结构分Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward 等,这些只是分类之一,可以根据具体要求进一步细化。
接下来,我们深入分析Flyback(反激)与Forward(正激),这两种技术各有特色,适用于不同的应用场景。
正激式
正激式结构复杂,但能提供较大功率,一般用在100W-300W范围内,对于低压、大流量需求尤其合适。在日常应用中,由于需要增加反动势绕组来防止初级线圈产生的反动势击穿,以及次级多加1个磁进行储能滤波,因此相比反激式其成本更高且变压器体积较大。
反激式
而对于反激式,其设计简单易于控制,小功率5W-100W范围内使用最为广泛。当导通时,原边磁上升由二极管截断储存能量;当断开时,由二极管供给负载同时充满容器。这类别虽然可以看作带有变压功能的buck-bust但实际上是一个独立工作模式,不同于单独一个buck或boost模式。此外,由于励磁有限值需要辅助绕组避免磁饱和。但由于没有额外辅助绕组进行复位,使得构造更加简洁有效。