开关电源的分类

现在, 电子 技术 及其 应用, 对电子仪器 和 设备 的 要求 是: 在 性能 上 更加 安全 可靠, 在 功能上 不断 地 增强, 在使 用上 自动化 程度 越来 越高, 在 体积 上 要 日趋 小型化。 这使 采用 具有 众多 优点 的 开关 稳压 电源 就 显得更加重要 了。

所以, 开关 稳压 电源 在 计算机、 通信、 航天、 家电 等 方面 都得 到了 越来越 广泛 的 应用, 发挥 了 巨大 的 作用, 这大 大 促进 了 开关 稳压 电源 的 发展, 从事 这 方面 研究 和 生产 的 人员 也在 不断 地 增加, 开关 稳压 电源 的 品种 和 类型 也 越来越多。

图 1- 4 给出 了 各种 类型 开关 稳压 电源 的 原理 图。

目前 开关 稳压 电源 的 拓扑 结构 可分 为 以下 几类。

(1) 按 激励 方式 分类

① 他 激 式 开关 稳压 电源。 电路 中 设有 激励 信号 的 振荡器, 电路 形式 如图 1- 4( e) 所示。

② 自激 式 开关 稳压 电源。 开关 管 兼作 振荡器 中的 振荡 管,

电路 形式 如图 1- 4( f) 所示。

(2) 按 调制 方式 分类

① 脉 宽 调制 型 开关 稳压 电源。 振荡 频率 保持 不变, 通过 改变 脉冲 宽度 来 改变 和 调节 输出 电压 的 大小, 有时 通过 取样 电路、 耦合 电路 等 构成 反馈 闭环 回路 来 稳定 输出 电压 的 幅度。

② 频率 调制 型 开关 稳压 电源。 占 空 比 保持 不变, 通过 改变 振荡器 的 振荡 频率 来 调节 和 稳定 输出 电压 的 幅度。

③ 混合 调制 型 开关 稳压 电源。 通过 调节 导通 时间 的 振荡 频率 来 完成 调节 和 稳定 输出 电压 的 幅度。

(3) 按 开关 管 电流 的 工作 方式 分类

① 开关 型 开关 稳压 电源。 用 开关 管 把 直流电 变成 高频 标准 方 波, 电路 形式 类似于 他 激 式。

② 谐振 型 开关 稳压 电源。 开关 管 与 LC 谐振 回路

回路 将 直流电 变成 准 正弦波, 电路 形式 类似于 自激 式。

(4) 按 开关 管 的 类型 分类

① 晶体管 型 开关 稳压 电源。 采用 晶体管 作为 开关 管,电路 形式 如图 1- 4( d) 所示。

② 可控硅 型 开关 稳压 电源。 采用 可控硅 作为 开关 管, 这种 电路 的 特点 是 直接 输入 交流电, 不需要 一次 整流 部分, 其 电路 形式 如图 1- 4( c) 所示。

(5) 按 储 能 电感 与 负载 的 连接 方式 分类

① 串联 型 开关 稳压 电源。 储 能 电感 串联 在 输入 与 输出 电压 之间, 电路 形式 如图 1- 4( a) 所示。

② 并联 型 开关 稳压 电源。 储 能 电感 并联 在 输入 与 输出 电压 之间, 电路 形式 如图 1- 4( b) 所示。

(6) 按 开关 管 的 连接 方式 分类

① 单 端 式 开关 稳压 电源。 电路 中 仅 使用 一个 开关 管, 这种 电路 的 特点 是 价格 低, 结构 简单, 但 输出 功率 不高, 其 电路 形式 如图 1- 4( a)、( b) 和( d) 所示。

图1-4 各种类型开关稳压电源的原理图
图1-4 各种类型开关稳压电源的原理图

② 推挽式 开关 稳压 电源。 电路 中 使用 两个 开关 管, 将其 连接 成 推挽 功率 放大器 形式。 这种 电路 的 特点 是 开关 变压器 必须 具有 中心 抽头, 电路 形式 如图 1- 4( j) 所示。

③ 半 桥 式 开关 稳压 电源。 电路 中 使用 两个 开关 管, 将其 连接 成 半 桥形 式。 它的 特点 是 适应 于 输入 电压 较高 的 场合, 电路 形式 如图 1- 4( i) 所示。

④ 全 桥 式 开关 稳压 电源。 电路 中 使用 4 个 开关 管, 将其 连接 成全 桥形 式。 它的 特点 是 输出 的 功率 比较 大, 其 电路 形式 如图 1- 4( k) 所示。

(7) 按 输入 与 输出 电压 的 大小 分类

① 升压 式 开关 稳压 电源。 输出 电压 比 输入 电压 高, 实际上 就是 并联 型 开关 稳压 电源。

② 降压 式 开关 稳压 电源。 输出 电压 比 输入 电 压低, 实际上 就是 串联 型 开关 稳压 电源。

(8) 按 工作 方式 分类

① 可控 整流 型 开关 稳压 电源。 所谓 可控 整流 型 开关 稳压 电源, 是指 采用 可控硅 整流 元件 作为 调整 开关 管, 可由 交流 市电 电网 直接 供电, 也 可用 变压器 变压 后 供电( 这种 供电 方式 在开 关 稳压 电源 刚 兴起 的 初期 常常 采用, 目前 基本上 不太 采用)。 在 可 工作 的 半 波 内, 截去 正弦 曲线 的 前一 部分, 这一 部分 所占 角度 称为 截止 角, 导通 的 正弦 曲线 的 后 一部分 称为 导通 角。 这种 类型 的 开关 电源 依靠 调节 导通 角 的 大小, 可达到 调整 输出 电压 和 稳定 电压 的 目的, 其 电路 如图 图 1- 4( h) 所示。

② 斩 波型 开关 稳压 电源。 斩 波型 开关 稳压 电源 是指 采用 直流 供电, 直流 输入 电压 加到 开关 电路 上, 在开 关 电路 的 输出 端 得到 单向 的 脉动 直流电, 经过 滤波 得到 与 输入 电压 不同 的 稳定 的 直流 电压。 电路 还 从 输出 电压 取样, 经过 比较、 放大, 控制 脉冲 发生 电路 产生 的 脉冲 信号, 用以 控制 调整 开关 的 导通 时间 和 截止 时间 的 长短 或 开关 的 工作 频率, 最后 达到 稳定 输出 电压 的 目的。 过 压 保护 电路 也是 依据 这一 部分 提供 的 取样 信号 来 进行 工作 的, 斩 波型 电路 的 形式 如图 1- 4( g) 所示。

③ 隔离 型 开关 稳压 电源。 这种 形式 的 开关 电源 是在 输入 回路 与 逆变 电路 之间, 经过 高频 变压器( 也可 称为 开关 变压器), 利用 磁场 的 变化 实现 能量 的 传递, 没有 电流 间的 直接 流通。 隔离 型 开关 稳压电源 采用 直流 供电, 经过 开关 电路, 将 直流电 变成 频率 很高 的 交流电, 再经 变压器 隔离、 变压( 升压 或 降压), 然后 经 整流器 整流, 最后 就可以 得到 极性 和 幅 值 各不相同 的 多 组 直流 输出 电压。 电路 从 输出 端 取样, 经 放大 后 反馈 至 开关 控制 端, 控制 驱动 电路 的 工作, 最后 达到 稳定 输出 电压 的 目的。 这种 形式 的 开关 稳压 电源 在 实际 稳压 电源 中的 应用 最为 广泛。

(9) 按 电路 结构 分类

① 散件 式 开关 稳压 电源。 整个 开关 稳压 电源 电路 都是 采用 分立 元器件 组成 的, 它的 结构 较为 复杂, 可靠性 较差。

② 集成电路 式 开关 稳压 电源。 整个 开关 稳压 电源 电路 或 电路 的 一部分 是由 集成电路 组成 的, 这种 集成电路 通 常为 厚 膜 电路。 有的 厚 膜 集成电路 中 包括 开关 管, 有的 则 不包括 开关 管。 这种 开关 电源 的 特点 是 电路 结构 简单, 调试 方便, 可靠性 高。 以上 阐述 的 开关 稳压 电源 的 种类 都是 站在 不同 的 角度, 按 开关 稳压 电源 的 不同 特点 来 分类 的。 尽管 各种 电路 的 激励 方法、 输出 直流电 压 的 调节 手段、 储 能 电感 的 连接 方式、 开关 管 的 种类 以及 串并联 结构 等 各不相同, 但是 它们 最后 可以 归结 为 串联 型 开关 稳压 电源 和 并联 型 开关 稳压 电源 两 大类。

 

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注