開關(guān)電源-結(jié)構(gòu)組成及元件作用
一:開關(guān)電源組成
1.1 開關(guān)電源是什么?
作用:開關(guān)電源(Switching Power Supply,簡(jiǎn)稱SPS)是一種電力電源,它使用開關(guān)器件(如晶體管、MOSFET等)在高頻率下進(jìn)行快速切換,以產(chǎn)生所需的電壓和電流。與傳統(tǒng)的線性電源相比,開關(guān)電源具有更高的效率,因?yàn)樗鼈儗⑤斎腚娫崔D(zhuǎn)換為高頻脈沖,然后通過變壓器和整流器轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓。
1.2 開關(guān)電源六個(gè)組成部分
對(duì)于不同的開關(guān)電源,組成各個(gè)區(qū)域的元件也差不多
輸入整流濾波區(qū)域:用于減少電磁干擾(EMI)和電源噪聲。
輸出整流濾波區(qū)域:將高頻交流(AC)轉(zhuǎn)換為直流(DC),并進(jìn)一步平滑輸出電壓。
EMC區(qū)域:位于開關(guān)電源輸入的最前端,起到保護(hù)和凈化的功能。
控制區(qū)域:用于控制開關(guān)器件的開關(guān)時(shí)間,以維持穩(wěn)定的輸出電壓。
變壓器:用于電壓轉(zhuǎn)換和電氣隔離。
反饋區(qū)域:將一部分輸出電壓反饋到控制器,以維持輸出電壓的穩(wěn)定。
二:六個(gè)組成部分的作用
2.1 EMC區(qū)域
EMC區(qū)域位于開關(guān)電源輸入的最前端,起到保護(hù)和凈化的功能。
從下往上,分別是保險(xiǎn)絲、熱敏電阻、壓敏電阻、X電容、共模電感
保險(xiǎn)絲:當(dāng)電路中出現(xiàn)大電流時(shí)會(huì)熔斷,從而保護(hù)電路不會(huì)燒毀。
壓敏電阻:主要用于雷雨天氣電路出現(xiàn)尖峰電壓時(shí),進(jìn)行電壓鉗位,吸收多余的電流,以保護(hù)后級(jí)的器件。
NTC熱敏電阻:又稱負(fù)溫度系數(shù)電阻,常溫下電阻很大,所以在上電的一瞬間,可以起到很好的限流作用,當(dāng)電源正常工作,電流流過使其發(fā)熱,阻值就會(huì)降低。
X電容:接在輸入線兩端用來消除差模干擾,須在X電容的兩端并聯(lián)一個(gè)放電電阻,以防止觸電。
還有一個(gè)Y電容接在輸入線和地線之間,與共模電感一起來消除共模干擾。
共模電感:主要作用抑制高速信號(hào)線產(chǎn)生的電磁波產(chǎn)生的電磁波向外輻射。
2.2 輸入整流濾波區(qū)域
整流橋:將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。
電解電容:用來儲(chǔ)能濾波。
2.3 控制區(qū)域
控制區(qū)域控制著開關(guān)電源的振蕩,以及后面反饋電路傳送過來的信息進(jìn)行處理 集成芯片:集成了開關(guān)管、邏輯電路、反饋電路等,有些大功率的開關(guān)電源,開關(guān)管是外接的。
電容:儲(chǔ)能濾波。
電阻:分壓分流。
2.4 變壓器
作用:實(shí)現(xiàn)降壓,同時(shí)也起到原副邊隔離的作用。
2.5 輸出整流濾波區(qū)域
經(jīng)過變壓器后再輸出濾波區(qū)域,輸出整流濾波區(qū)域主要包括二極管、電解電容。這里是利用了二極管的單向?qū)ㄐ裕鸬秸鞯淖饔谩?/section>
2.6 反饋電路區(qū)域
電路包括:光耦、穩(wěn)壓管TL431
光耦:讓變壓器原副邊隔離的情況下,也能實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞;TL431內(nèi)部集成了精密穩(wěn)壓源,與輸出電壓進(jìn)行比較,從而可以檢測(cè)輸出電壓是否達(dá)到了預(yù)期值。
TL431:三端穩(wěn)壓管
TL431是一種三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源,它包含一個(gè)內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)電壓源,并且可以通過外部電阻分壓設(shè)置輸出電壓從2.5V到36V的任意值。TL431常用于電源電路中,作為穩(wěn)壓器或可調(diào)電壓輸出的參考源。它的典型動(dòng)態(tài)阻抗非常低,大約為0.2Ω,這使得它在很多應(yīng)用中可以替代穩(wěn)壓二極管。
TL431的三個(gè)引腳分別是陰極(Cathode)、陽極(Anode)和參考(Ref),通過陰極和陽極之間的電阻分壓器設(shè)置所需的輸出電壓。它的應(yīng)用非常廣泛,包括數(shù)字電壓表、運(yùn)算放大器電路、可調(diào)電壓電源、開關(guān)電源等。
TL431還具有低輸出噪聲和快速開啟響應(yīng)的特點(diǎn),并且能夠在全溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的性能。此外,TL431還具有保護(hù)電路,能夠承受高達(dá)2000V的ESD電壓。它的封裝形式主要有TO-92、SOT-89、SOT-23等。
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