反激电源工作原理,原理图详解-KIA MOS管
反激电源
反激电源是通过控制开关管的通断,将输入能量存储在磁性元件中,再通过变压器传递给负载。
反激式开关电源部分组成:
输入滤波电路 :将输入的交流电压(AC)通过电感和电容的组合进行滤波,去除电压中的杂波和噪声,得到较为平稳的直流电压(DC)。
整流电路 :将输入滤波后的直流电压(DC)通过整流桥进行整流,转化为单向的直流电压(DC)。
开关管 :开关管(如MOSFET或IGBT)是反激式开关电源中的关键元件,其作用是将经过整流的直流电压转换为高频脉冲信号。开关管的通断状态通过控制电路进行调节,从而控制输出电压的大小。
变压器 :变压器是反激式开关电源中的能量转换元件,它利用电磁感应原理将开关管输出的高频脉冲信号进行变压变换,转换为所需的输出交流电压(AC)。
输出整流滤波电路 :将变压器输出的交流电压(AC)通过整流二极管和滤波电容进行整流和滤波,得到平滑的直流输出电压(DC)。
反馈控制电路 :反馈控制电路通过采样输出电压,并与参考电压进行比较,产生控制信号。这个控制信号经过反馈电路调节开关管的通断时间(占空比),以达到稳定输出电压的目的。
反激式开关电源工作原理:
开启开关:当控制电路使开关管导通时,输入电压Vin通过开关管加到变压器的初级线圈上,使变压器的初级线圈产生磁场。
磁场建立:随着变压器初级线圈电流的增加,变压器的磁场也逐渐增强。
关闭开关:当控制电路使开关管截止时,变压器初级线圈的电流突然中断,磁场迅速衰减。
反激电压产生:由于变压器的磁场迅速衰减,根据楞次定律,变压器次级线圈产生一个与原磁场方向相反的感应电动势,即反激电压。
输出电压:反激电压通过整流滤波电路,得到所需的直流输出电压Vout。
能量传递:反激电压在次级线圈中产生的电流,通过整流滤波电路,将能量传递给负载。
反激电源电路原理图
基本原理:
1.交流输入经过整流滤波变成直流;
2.PWM波Q控制开关管斩波给变压器的初级线圈输送能量;
3.变压器Q的次级线圈感应出电压并且经过整流滤波得到直流输出。
在开关管闭合时,由于变压器原边线圈和副边线圈绕线方向相反,二极管的单向导电性,不能传递能量,变压器原边线圈相当于电感。
在开关管断开时,初级线圈电流减少,会产生反向的电动势在次级线圈感应出电压,变压器将之前原边线圈存储的能量传递到后级电路。
开关管打开,初级线圈相当于电感储能;开关管闭合,初级线圈通过变压器释放能量。
计算公式:Vin=Vout/Nx(D/(1-D))
反激式开关电源基本拓扑图
主要器件:
Q:PMOS
T:高频变压器
D:整流二极管
C:输出滤波电容
R:负载
当PMOS管导通时,高频变压器原边(Np)的上端是正电压,下端是负电压。副边(Ns)则是上端负电压,下端正电压。这时候,整流二极管是截止的,负载所需的能量由输出滤波电容C提供。电流流向如图。
当PMOS管截止时,情况就反过来了。变压器原边(Np)的上端变成负电压,下端是正电压。副边(Ns)则是上端正电压,下端负电压。这时候,整流二极管正向导通,给电容C充电,弥补了PMOS管导通时损失的能量。电流流向如图。
简单来说,反激式开关电源的工作原理就是:PMOS导通时,变压器给负载供电;PMOS截止时,变压器给电容充电。这样一来,负载就能持续得到稳定的能量供应了。
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