DC DC的工作原理

2021-05-22 05:59:22 字數 2304 閱讀 8058

詳細出處:http://www.52rd.com/blog/more.asp?name=raychen&id=6823&page=3

據調整管的工作狀態,我們常把穩壓電源分成兩類:線性穩壓電源和開關穩壓電源。

開關電源是一種比較新型的電源。它具有效率高,重量輕,可公升、降壓,輸出功率大等優點。但是由於電路工作在開關狀態,所以雜訊比較大。 通過下圖,我們來簡單的說說降壓型開關電源的工作原理。如圖所示,電路由開關k(實際電路中為三極體或者場效電晶體),續流二極體d,儲能電感l,濾波電容c等構成。當開關閉合時,電源通過開關k、電感l給負載供電,並將部分電能儲存在電感l以及電容c中。由於電感l的自感,在開關接通後,電流增大得比較緩慢,即輸出不能立刻達到電源電壓值。一定時間後,開關斷開,由於電感l的自感作用(可以比較形象的認為電感中的電流有慣性作用),將保持電路中的電流不變,即從左往右繼續流。這電流流過負載,從地線返回,流到續流二極體d的正極,經過二極體d,返回電感l的左端,從而形成了乙個迴路。通過控制開關閉合跟斷開的時間(即pwm——脈衝寬度調製),就可以控制輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控制開、關的時間,以保持輸出電壓不變,這就實現了穩壓的目的。

在開關閉合期間,電感儲存能量;在開關斷開期間,電感釋放能量,所以電感l叫做儲能電感。二極體d在開關斷開期間,負責給電感l提供電流通路,所以二極體d叫做續流二極體。

在實際的開關電源中,開關k由三極體或場效電晶體代替。當開關斷開時,電流很小;當開關閉合時,電壓很小,所以發熱功率u×i就會很小。這就是開關電源效率高的原因。

看過完兩個關於電源的faq後,大家可能對電源的效率計算還不了解。在後面的faq中,我們將專門給大家介紹。

摘自網路.

這不是什麼高手大作,只是個掃盲帖,適用於不了解電感特性,卻又對公升器器感興趣的同志們.高手免入.不知道要發這個貼子到哪個版塊,版主們幫忙處理下.

為了節省篇幅,很多原理性的知識我點到為止,以空間換時間,有興趣深入了解的可以查閱相關資料和提問.

廢話不多直,我直接開始了.要了解電感式公升壓/降壓的原理(我今天只講公升壓),首先必須要了解電感的一些特性:電磁轉換與磁儲能.其它所有引數都是由這兩個特性引出來的.

先看看下面的圖:

電感迴路通電瞬間 

(原檔名:1.jpg)

相信有初中文化是壇友們都知道,乙個電池對乙個線圈通電,這是個電磁鐵.不論你是否科盲,你一定會奇怪,這有什麼值得分析的呢?有!我們要分析它通電和斷電的瞬間發生了什麼.

線圈(以後叫作"電感"了)有乙個特性---電磁轉換,電可以變成磁,磁也可以變回電.當通電瞬間,電會變為磁並以磁的形式儲存在電感內.而斷電瞬磁會變成電,從電感中釋放出來.

現在我們看看下圖,斷電瞬間發生了什麼:

斷電瞬間 

(原檔名:2.jpg)

前面我說過了,電感內的磁能會在電感斷電時重新變回電,然而問題來了:此時迴路已經斷開,電流無處可以,磁如何能轉換成電流呢?很簡單,電感兩端會出現高壓!電壓有多高呢?無窮高,直到擊穿任何阻擋電流前進的介質為止.

這裡我們了解了電感的第二個特性----公升壓特性.當迴路斷開時,電感內的能量會以無窮高電壓的形式變換回電,電壓能公升多高,僅取決於介質變的擊穿電壓.

現在可以小結一下了:

下面是正壓發生器,你不停地扳動開關,從輸入處可以得到無窮高的正電壓.電壓到底公升到多高,取決於你在二極體的另一端接了什麼東西讓電流有處可去.如果什麼也不接,電流就無處可去,於是電壓會公升到足夠高,將開關擊穿,能量以熱的形式消耗掉.

正壓發生器原理圖 

(原檔名:3.jpg)

下面是負壓發生器,你不停地扳動開關,從輸入處可以得到無窮高的負電壓.

負壓發生器原理圖 

(原檔名:4.jpg)

上面說的都是理論,現在來點實際的電子線路圖,看看正/負壓發生器的"最小系統"到底什麼樣子:

實際電子線路 

(原檔名:5.jpg)

你可以很清楚看到演變,電路中僅僅把開關換成了三極體換而已.

不要小看這兩個圖,事實上,所以開關電源都是由這兩個圖組合變換而來,所以掌握這兩個圖非常重要.

最後要提提磁飽合的問題.什麼是磁飽合?

從上面的背景知道我們可以知道電感能儲存能量,將能量以磁場方式儲存,但能存多少呢?存滿之後會發生什麼情況呢?

1.存多少: "最大磁通量"這個引數就是幹這個用的,很顯然,電感不能無限儲存能量,它儲存能量的數量由電壓與時間的乘積決定,對於每個電感來說,這是乙個常數,根據這個常數你可以算出乙個電感要提供n伏m安供電時必須工作於多高的頻率下.

2.存滿之後會如何: 這就是磁飽合的問題.飽合之後,電感失去一切電感應有的特性,變成一純電阻,並以熱的形式消耗掉能量.

DC DC工作原理

根據調整管的工作狀態,我們常把穩壓電源分成兩類 線性穩壓電源和開關穩壓電源。開關電源是一種比較新型的電源。它具有效率高,重量輕,可公升 降壓,輸出功率大等優點。但是由於電路工作在開關狀態,所以雜訊比較大。通過下圖,我們來簡單的說說降壓型開關電源的工作原理。如圖所示,電路由開關k 實際電路中為三極體或...

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