普通的電源一般是線性電源,線性電源,是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的電源.而在開關電源中則不一樣,開關管(在開關電源中,我們一般把調(diào)整管叫做開關管)是工作在開、關兩種狀態(tài)下的:開——電阻很小;關——電阻很大。
開關電源是一種比較新型的電源。它具有效率高,重量輕,可升、降壓,輸出功率大等優(yōu)點。但是由于電路工作在開關狀態(tài),所以噪聲比較大。 通過下圖,我們來簡單的說說降壓型開關電源的工作原理。如圖所示,電路由開關K(實際電路中為三極管或者場效應管),續(xù)流二極管D,儲能電感L,濾波電容C等構成。當開關閉合時,電源通過開關K、電感L給負載供電,并將部分電能儲存在電感L以及電容C中。由于電感L的自感,在開關接通后,電流增大得比較緩慢,即輸出不能立刻達到電源電壓值。一定時間后,開關斷開,由于電感L的自感作用(可以比較形象的認為電感中的電流有慣性作用),將保持電路中的電流不變,即從左往右繼續(xù)流。這電流流過負載,從地線返回,流到續(xù)流二極管D的正極,經(jīng)過二極管D,返回電感L的左端,從而形成了一個回路。通過控制開關閉合跟斷開的時間(即PWM——脈沖寬度調(diào)制),就可以控制輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控制開、關的時間,以保持輸出電壓不變,這就實現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。
在開關閉合期間,電感存儲能量;在開關斷開期間,電感釋放能量,所以電感L叫做儲能電感。二極管D在開關斷開期間,負責給電感L提供電流通路,所以二極管D叫做續(xù)流二極管。
嚴格按照電源輸出端子所指示的接線位置接線,接線要牢固,確 定輸入輸出線不要接反(輸入“220VAC”接市電;輸出“+”接負載正極,輸出“-”接負載負極)。LN就是220V交流輸入,從市電接過來引出兩個叉狀端子接上,因為是單相交流電,L跟N隨意接;三橫一豎是電源外殼的接地端,果然上一步插頭用的是三頭的那種,這個位置就接接地端;COM +V 就是這個電源的輸出端,相當于這個電源的接地 +12v(電源規(guī)格),拉出來接進你的電路就好了;ADJ那個是用來調(diào)整輸出電壓的,比如輸出應該是12V,實際輸出12.5V這樣子的情況,用螺絲刀之類的調(diào)整這里就行了。
(2) 在通電前,用萬用表檢查輸入電壓是否與工作電壓相符(工作電壓220VAC),確認后才可以合閘通電。
開關電源接線方法
左邊第一、二個接線柱L、N:ACINPUT,交流電輸入端,分別接交流電的火線和零線;
左邊第三個接線柱:GND,接地線,
左邊第四、五、六個接線柱:均為COM,DCOUTPUTV-,直流輸出端,作為直流電壓輸出端的負極;
左邊第七、八、九個接線柱:均為+V,DCOUTPUTv+,直流輸出端,作為直流電壓輸出端的正極;
左邊第十個接線柱:+VADJ,+-10%ADJUSTABLEA,電壓調(diào)節(jié),用于調(diào)節(jié)直流電壓的值。
在進行電器電路模塊設計或給新產(chǎn)品定型時,有時極少認真考慮配套開關電源的選擇,直到發(fā)現(xiàn)問題出在開關電源部分,才重新評估這個問題。
一、選擇開關電源的基本依據(jù)
電壓和電流范圍,這是兩個最容易確定的指標,只要根據(jù)電路的功耗計算出即可。也應考慮測試高、低供電電壓極值。
大多數(shù)固定電源允許輸出電壓±10%的范圍內(nèi)變化,如果這還不能滿足電路要求,可選用輸出可調(diào)的或允許更大變化范圍的電源。
如果用該電源給組合式裝置供電,則裝置所需最大的電流的75%到90%由一個電源提供,不夠部分可并接兩個或更多電源。
二、開關電源的擴展和安全性
1、并聯(lián)或串聯(lián)工作
當一個電源不能滿足所需的電壓或電流范圍時,可將兩個或多個電源(或將同一電源的不同輸出)并聯(lián)或串聯(lián)起來使用。在這種工作模式下,各電源模塊間的穩(wěn)壓和控制電路之間的聯(lián)系仍然存在,只不過一個電源作為主控方另一個電源作為受控方使用。
2、過載保護
因為一個電源要供給不同的電路使用,這些電路的電流的流量可能是未知的,為了避免對電源的損壞,需設置保護電路的范圍。
幾乎所有的電源都具有以下特點:在超出輸出范圍時,要么輸出保持在最大輸出值,要么就自行關閉電源。某些程控電源除可用程序設定輸出范圍外,還能自動設置電源穩(wěn)定輸出的類型。也就是說,當外電路需要的電壓或電流超過設置極限時,電源可自動地由恒壓源變成恒流源或由值流源變成恒壓源。
為電源加上保護二極管可以防止誤接外接電源的極性造成的損壞。熱傳感器也可用于防止由于電源持續(xù)工作在過載狀態(tài)或冷卻無效而燒壞電源。
三、開關電源內(nèi)部潛在的造成損害的根源
1、脈動與噪聲
理想的直流電源應提供純凈的直流,然而總有一些干擾存在,比如在開關電源輸出端口疊加的脈動電流和高頻振蕩。這兩種干擾再加上電源本身產(chǎn)生的尖峰噪聲使電源出現(xiàn)斷續(xù)和隨意的漂移。
2、穩(wěn)定度
當線電壓或負載電流變化肘,直流電源的輸出電壓也會有所起伏。穩(wěn)壓程度由穩(wěn)壓電路的參數(shù)決定,參數(shù)是指濾波電容的容量和能量釋放的速率。
如果給電源供電的一個相對恒定的電源,那么只需基本的負載穩(wěn)壓。穩(wěn)定度的大小一般定義為空載或滿載時輸出電壓的百分比,或電壓的變化值。
3、內(nèi)部阻抗
相對較大的電源內(nèi)阻對負載來講有兩點不利,首先是不利于負載穩(wěn)壓電路工作,更為不利的是負載電流的任何變化都會導致直流電源輸出的起伏,這種起伏對測試結果的影響同脈沖與噪聲對測試結果造成的影響完全相同。
4、開關電源瞬態(tài)響應或恢復
電源瞬態(tài)響應和恢復時間的大小表明輸出負載突然變化時,電源穩(wěn)壓電路恢復正常電壓能力的大小。有兩種參數(shù)來標定電源瞬態(tài)響應和恢復:一是當負載突然發(fā)生變化時輸出的偏離值;二是輸出恢復到原來值所用的時間。為統(tǒng)一起見,一般在負載變化10%時,用輸出偏離峰值電壓的毫優(yōu)數(shù)標定輸出偏離量,用輸出恢復到正常值所用毫伏數(shù)標定恢復時間。另有一些生產(chǎn)廠商,用更大的負載電流變化測定恢復時間。比如用輸出電流變化的50%到100%時所用的恢復正常值的時間。