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单片机之电源详解(开关电源)
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单片机之电源详解(开关电源)

作者:admin   发布日期:2018-10-16 12:56   信息来源:http://www.nenghua008.com/

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    在之前给大家介绍过应用于单片机电源部分的稳压芯片。但是有没有想过这些芯片的工作电压是多少呢!一般来说单片机常用工作电压也就是5V和3V,那么给稳压芯片供电也就是5V~12V作用。那么这些电压由什么提供的,当然实验的时候有很多选择可以供大家选择,但是在真正的产品应用中选择就没用那么多了,常用的也就是各种开关电源了。下面给大家介绍下开关电源。

开关电源的定义:

    开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

开关电源的应用:

    开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯带,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。

基本组成:

    开关电源大致由主电路、 开关电源 开关电源 控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。

1、主电路

冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。

输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。

整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。

逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。

输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。

2、控制电路

一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经?;さ缏芳?,提供控制电路对电源进行各种?;ご胧?。

3、检测电路

提供?;さ缏分姓谠诵兄懈髦植问透髦忠潜硎?。

4、辅助电源

实现电源的软件(远程)启动,为?;さ缏泛涂刂频缏罚≒WM等芯片)工作供电。

工作原理:

    开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流?。?功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。

    与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。 开关电源伯特图 开关电源伯特图 脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。

    控制器的主要目的是保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。

    开关电源有两种主要的工作方式:正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小,但是工作过程相差很大,在特定的应用场合下各有优点。

    对于开关电源,这里只做简单的介绍,如果需要对开关电源有更深的研究,不妨找些关于开关电源设计方面的书来阅读一下。这样会对以后工作中对开关电源的应用有更大的帮助的。

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