
开关电源电路图解析开关电源电路图及工作原理
2023-08-18 09:58:24
晨欣小编
开关电源是一种常见的电源供应方式,其主要工作原理是通过开关元件的开关动作,把输入电源的直流电转换为高频交流电,然后通过变压器升压或降压,再通过整流电路转换为所需的直流电。
开关电源电路通常包括输入滤波电路、变压器、开关元件、输出整流电路和输出滤波电路。
首先,输入滤波电路用于滤除输入电源中的高频噪声和干扰,以确保输入电源的稳定性。这通常由电容和电感组成。电容具有存储电荷和抑制高频噪声的作用,而电感则能够抑制高频干扰信号,从而保证输入电源的纹波电压较小。
接下来是变压器,它的作用是将输入电源的电压转换为适合开关电路工作的电压。变压器有升压和降压的功能,因此可以根据具体需求来选择变压器的绕组比例。
开关元件是整个开关电源的关键部分,常见的开关元件有MOS管和晶体管。开关元件通过控制开关周期和占空比来实现输入电源的切换和转换。当开关元件导通时,输入电压加到变压器的原边,产生高频交流信号。当开关元件关断时,输入电压不加到变压器上。
输出整流电路用于将变压器输出的高频交流电转换为直流电,常见的整流电路有单相桥式整流和三相桥式整流。单相桥式整流电路通常由四个二极管组成,它可以将交流电转换为直流电,并通过电容滤波去掉纹波,得到平滑的直流输出电压。
最后是输出滤波电路,它用于进一步滤除直流输出电压中的高频纹波,以获得更稳定的输出电压。输出滤波电路通常由电感和电容组成,通过电感的电流响应和电容的电压响应来实现滤波作用。
举例来说,假设我们需要设计一个12V电压输出的开关电源。首先,我们选择一个合适的变压器,根据变压器的绕组比例,将输入电压转换为适合开关电路工作的电压。接下来,我们选择合适的开关元件和开关频率,根据输入电压和输出电流的要求,确定开关元件的导通和关断时间。然后,根据输出电压的波动要求,设计合适的输出滤波电路,确保输出直流电压的稳定性。
总结起来,开关电源电路通过开关元件的开关动作来实现输入电源的转换和变换,经过滤波和整流得到需要的输出电压。它具有高效率、小体积和稳定性好等特点,在各种电子设备中得到广泛应用。