開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器基本原理

  開關(guān)型穩(wěn)壓電源適配器是由全波整流器，開關(guān)管，激勵(lì)信號(hào)，續(xù)流二極管，儲(chǔ)能電感和濾波電容組成。開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器的種類很多，現(xiàn)以串聯(lián)型為例簡(jiǎn)要說(shuō)明。開關(guān)晶體管Q串聯(lián)在輸入電壓E真與輸出電壓E信之間。當(dāng)晶體管的基極輸入開關(guān)脈沖信號(hào)，晶體管則被周期性地開關(guān)，處于飽和導(dǎo)通和截止輪流交替狀態(tài)。假定Q為理想開關(guān)，則飽和導(dǎo)通時(shí)集一射極之間的壓降近似為零，輸入電壓E真經(jīng)Q加至輸出端。反之，在晶體管截止期間，輸出為零。晶體管經(jīng)周期性開關(guān)后在輸出端得到脈沖電壓，且經(jīng)濾波電路T-可得到其干均直流電壓，因此輸出電壓Eo為l二E：羊。其中Tc為開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，T為開關(guān)l脈沖周期。由此可見，串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路可通過(guò)改變開關(guān)脈沖的占空比，即開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Tc來(lái)控制輸出直流電壓值。

開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器的效率高，電壓范圍寬，輸出電壓相對(duì)穩(wěn)定，由于開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)，功耗小，所以電源適配器的工作效率可達(dá)80﹪～90﹪。而通常的線性調(diào)整式穩(wěn)壓電源適配器的效率僅達(dá)50﹪左右

    電源適配器內(nèi)部的功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，本身消耗的能量很低，電源適配器效率可達(dá)75%-90%，比普通線性穩(wěn)壓電源適配器提高近一倍由輸入的交流電壓或負(fù)載電流的變化所引起的輸出電壓的變化，同樣可通過(guò)取樣電路取出其變化量與基準(zhǔn)電路作比較，其誤差電壓通過(guò)比較放大器放大，去控制開關(guān)脈沖寬度，以達(dá)到穩(wěn)定直流輸出的目的。脈沖調(diào)寬電路的作用是對(duì)開關(guān)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，即用誤差電壓作為調(diào)制信號(hào)，使開關(guān)脈沖寬度受誤差電壓控制。

    上面介紹的是較簡(jiǎn)單的開關(guān)穩(wěn)壓電路，而應(yīng)用較多的當(dāng)屬脈沖變壓器耦合開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器。開關(guān)管Q與脈沖變壓器初級(jí)并接在輸入端，Q在開關(guān)脈沖控制下周期性地導(dǎo)通和截止，因此在集電極取得脈沖電壓。經(jīng)脈沖變壓器耦合，在其次級(jí)

    田得到相應(yīng)的脈沖電壓，然后經(jīng)整流濾波獲得需要的直流電壓Eo。在這個(gè)過(guò)程中，有一個(gè)將整流濾波得到的直流電壓變成脈沖電壓的過(guò)程，稱之為逆變。逆變的工作過(guò)程將在下一節(jié)作詳細(xì)介紹。

    脈沖變壓器耦合的開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器，是通過(guò)改變脈沖變壓器初次級(jí)的匝數(shù)比來(lái)達(dá)到升壓或降壓的目的。同時(shí)，還可采用多組次級(jí)繞組以獲得多個(gè)不同值的直流輸出電壓。