電子電路工作時都需要直流電源提供能量,因為開關電源的許多優點,所以被廣泛應用,學好了開關電源,對于電子愛好者或從業人員來說,等于是練好了一門內功,是極為方便和有用的。
我從今天開始準備了一個系列的開關電源資料,從最基礎開始,分幾次分享給大家,希望對大家有用。
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下面是開關電源原理方框,波形圖:
一:單相橋式整流電路如圖
1,正半周二極管D 1 、D 3 導通,在負載RL上得到正弦波的正半周。然后負半周二極管D 2 、D 4 導通,在負載RL上得到正弦波的負半周。在負載RL上正負半周合成,得到的是同一個方向的單向脈動電壓,注意對比下面的波形圖。
2,負載上的直流電壓和直流電流如圖:
輸出電壓是單相脈動電壓。通常用它的平均值與直流電壓等效,輸出平均電壓為:
二,濾波電路
什么是濾波,在前面我有過介紹,大家可以去看看,濾波電路利用電抗性元件(比如電容,電感)對交、直流阻抗的不同,實現濾波。電容器C對基本上是通交流,阻直流,對交流阻抗小,所以C應該并聯在負載兩端。電感則是通直流,阻交流,因此L 應與負載串聯。經過濾波電路后,既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量,改善了直流電壓的質量。
1,電容濾波電路。在負載電阻上并聯了一個濾波電容C, 濾波原理 :
若電路處于正半周,二極管D 1 、D 3 導通,變壓器次端電壓v 2 給電容器C充電。此時C相當于并聯在v 2 上,所以輸出波形同v 2 ,是正弦形。
需要指出的是,當放電時間常數R L C增加時,t 1 點要右移, t 2 點要左移,二極管關斷時間加長,導通角減小,見曲線3;反之,R L C減少時,導通角增加。顯然,當 R L 很小,即I L 很大時,電容濾波的效果不好,見 濾波曲線中的2。反之,當 R L 很大,即I L 很小時,盡管C較小, R L C仍很大,電容濾波的效果也很好。所以電容濾波適合輸出電流較小的場合
2,電容濾波的計算(比較麻煩),所以一般常采用以下近似估算法:
電感濾波電路利用儲能元件電感器 L 的電流不能突變的性質 , 把電感 L與整流電路的負載 R L 相串聯 , 也可以起到濾波的作用 ,如圖: