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【物联科普】开关电源工作原理详解





开关电源工作原理常识科普

开关电源是一种交直流电转换的电源装置,开关电源通过开关管的开关动作,将输入电压切换为高频脉冲信号。接下来我们针对常用的反激(Flyback)、正激(Forward)式这两个开关电源工作原理做一些介绍。

正激式开关电源

结构比较复杂,但输出功率很高,适用于100-300W的开关电源,一般用在低压、大电流的开关电源,应用比较广泛。当开关管接通时,输出变压器充当介质直接耦合磁场能量,电能与磁能相互转化,使输入输出同时进行。

在日常应用中也存在不足:例如需要增加反电动势绕组(防止变压器初级线圈产生的反电动势把开关管击穿),次级多加1个电感进行储能滤波,因此相比反激式开关电源,其成本较高、体积更大。

反激式开关电源

使用反激高频变压器隔离输入输出回路,它的变压器不仅能变换电压传输能量,还起到储能电感的作用,反激式变压器类似于电感的设计。电路比较简单,容易控制,反激式在5-100W的小功率方面应用广泛。

当开关管导通时,变压器原边电感电流上升,由于反激电路输出线圈同名端相反,输出二极管截止,变压器储存能量,负载由输出电容进行能量供应。当开关管截止时,变压器原边电感感应电压反向,输出二极管导通,变压器的能量通过二极管向负载供电,同时对电容充电。

对比可知,正激的变压器只有变压功能,整体可看成一个带变压器的Buck电路。反激的变压器可看作一个带变压功能的电感,是一个Buck-Boost电路。


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