自激式開關電源是一種常見的電源類型,其工作原理基于自激振蕩的原理。在自激式開關電源中,晶體管作為開關管,通過自激振蕩電路產生高頻的開關脈沖,從而驅動開關管工作,實現電源的高效轉換。
自激式開關電源的原理基于自激振蕩的原理。當接入電源后,開關管VT1通過R1開始導通,其集電極電流Ic在L1中線性增長,在L2中感應出使VT1基極為正、發(fā)射極為負的正反饋電壓,使VT1很快飽和。與此同時,感應電壓給C1充電,隨著C1充電電壓的增高,VT1基極電位逐漸變低,致使VT1退出飽和區(qū),Ic開始減小,在L2中感應出使VT1基極為負、發(fā)射極為正的電壓,使VT1迅速截止,這時二極管VD1導通,高頻變壓器T初級繞組中的儲能釋放給負載。在VT1截止時,L2中沒有感應電壓,直流供電輸人電壓又經R1給C1反向充電,逐漸提高VT1基極電位,使其重新導通,再次翻轉達到飽和狀態(tài)。這個過程重復振蕩下去,就像單端反激式開關電源那樣,由變壓器T的次級繞組向負載輸出所需要的電壓。
自激式開關電源中的開關管起著開關及振蕩的雙重作用,也省去了控制電路。其工作過程中的關鍵環(huán)節(jié)是產生高頻脈沖,在將能量轉化為高頻脈沖時,開關管工作在飽和導通和截止狀態(tài),提高了能量利用效率;將能量轉化為高頻脈沖后,可以減小高頻濾波電容容量,有利于縮小電源體積,減少電源重量。
下面介紹一種典型的自激式開關電源電路。
一、電路組成
典型的自激式開關電源電路包括輸入電路、整流濾波電路、開關管、開關變壓器、輸出整流濾波電路和控制電路等部分。
輸入電路:通常包括電源濾波器,用于濾除電源中的噪聲和干擾。
整流濾波電路:將交流電源轉換為直流電源,并去除其中的紋波。
開關管:通常采用晶體管,作為開關元件,控制電源的通斷。
開關變壓器:用于實現電壓的轉換和變壓,以滿足輸出電壓的要求。
輸出整流濾波電路:將變壓器輸出的交流電壓整流成直流電壓,并去除其中的紋波。
控制電路:用于控制開關管的導通和截止時間,從而調節(jié)輸出電壓的大小。
二、工作原理
在自激式開關電源中,當開關管導通時,電流增長,電感線圈產生左正右負的感應電動勢;當開關管截止時,電流減小,電感線圈產生左負右正的感應電動勢。這個感應電動勢通過反饋回路作用到開關管的基極上,使得開關管在導通和截止之間快速切換,從而產生高頻振蕩。
控制電路的作用是控制開關管的導通和截止時間,從而調節(jié)輸出電壓的大小。通過調整控制信號的占空比,可以改變輸出電壓的大小。
三、典型應用
自激式開關電源具有高效率、小體積、高穩(wěn)定性等優(yōu)點,因此在許多電子設備中得到廣泛應用。例如,在液晶電視中,自激式開關電源被廣泛應用于驅動背光燈管和液晶顯示面板;在計算機和辦公設備中,自激式開關電源被用于提供穩(wěn)定的直流電壓給各個模塊;在通信設備中,自激式開關電源用于為各種模塊和芯片提供可靠的電源供應。
總之,自激式開關電源是一種常見的電源類型,具有明顯的優(yōu)點和缺點。在實際應用中需要根據具體需求和情況選擇合適的電源方案,并采取相應的措施來優(yōu)化和改進電源的性能和可靠性。