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大功率开关电源的工作原理

时间:2013-10-09 13:46 点击:
大功率开关电源就是用通过电路控制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提供给变压器进行变压,从而产需要的一组或多组电压!转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多。所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!成本很低。如果不将50Hz变为高频开关电源就没有意义。

大功率开关电源电路工作原理:该电路包括基准电压电路、比较放大电路(脉宽凋制器)、三角波发生电路、光电耦合电路、采样电路等部分组成。由图(b)可知当基准电压确定后,脉宽调制器A3将采样电压VF与基准电Vz比较放大,得得到一个按输出电压。Vo规律变化的直流电压信号V1,加到脉宽调制器A4的同相输人端,三角波发生器所输出的三角波电压V2加至A4的反相输人端,使A4输出脉宽受控于同相输人端的直流电压。在三角波使开关管导通后,当V1  该开关应用应用电路如图(a)所示,比较器Al、电阻R1~R7、电容C1和双向稳压管VZ1组成方波发生器,VZ1的振荡频率主要取决于C1、R2、R5、R6,计算公式为 f=1/2R2C1In(1+2R2/R5)
VZ1用来稳定输出幅度。运算放大器A2、R8、R9、R1O组成积分器,它可将Al输出的方波转换成线性良好的三角波。运算放大器A3、VZ2、RP、R12、R13、R14、R15组成比较放大器。A4为脉宽调制器。VT2、VT3组成过电流保护电路,当输出电流增大到一定值时,电阻19上的压降使三极管VT2导通,从而使VT3导通,将加在光电耦合器上的脉冲信号接地,开关管截止,开关管得到保护。
元器件选择与制作:电感线圈的铁心选用普通冷轧硅钢片叠压的E形铁心,截面积为16cm2。电源输出电流在20A以上时,用4mm2扁铜线绕50匝即可。运算放大器采用LM324(±15V电源),VZ1选双向稳压管2DW9,VZ2选2CZ51,光电耦合器选GD313B。该电源可用于蓄电池工业的稳压限流充电电源,也可用于其他设备作直流电源。

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