簡化的離線式開關電源設計的研究

來源：電源網  作者：秩名2014年03月11日 10:38

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[導讀] 開關電源的使用日益普及，電視機、機頂盒和錄像機均采用這種方式供電，移動電話充電器、PDA（個人數字助理），甚至一些電動牙刷都采用開關電源。本文對一種簡化的離線式開關電源進行研究，以便為之后的設計帶來借鑒作用。

關鍵詞：開關電源電源

　　1 開關電源的原理介紹

　　開關電源電路有許多種，但最常見的是反激式轉換器，其原理如圖1所示，電源輸入首先經過整流，然后濾波，接下來經過變壓器和初級開關，以及初級控制器；這個控制器根據反饋信號來改變開關的占空比，反饋信號是由次級反饋而來。

　　圖1 開關電源的原理電路

　　盡管可采用電感器，但所示設計采用的是未隔離的變壓器。隔離設計在離線設備中更為常見，在離線設備中，變壓器具有隔離作用，可方便地實現占空比調整。反激式開關電源可在非連續導通和連續導通兩種模式下工作，不連續導通模式如圖2所示。Ilm和Vlm是變壓器磁化電感通過的電流和施加的電壓。

　　圖2 開關電源的兩種導通模式

　　當開關閉合時，電壓施加在變壓器初級的兩端，因為此時次級二極管是截止的，變壓器所起的作用就像電感器。經過初級線圈的電流會上升，同時能量儲存在磁通量中。當開關斷開時，次級二極管導通，電流通過次級時會下降，因為能量被轉換至次邊大容量電容器。如果電流經過磁化電感區后降至零，這是不連續導通模式。如果磁化電流未降至零，如圖3所示，則系統以連續導通模式工作。

　　圖3 開關電源的不連續導通模式

　　兩種模式各有其優缺點，可根據設計要求進行選擇。可以挑選大負載的連續模式設計，或選擇小負載的非連續模式設計。有電壓和電流兩種控制模式，在電壓模式中，次邊電壓被反饋，直接控制工作循環；而在電流模式中，次邊電壓被反饋，控制最大的開關電流，即控制IC的PWM部分使開關閉合，當電流達到反饋設定的極限時，開關就斷開。

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本文導航

• 第 1 頁：簡化的離線式開關電源設計的研究

• 第 2 頁：控制器的選擇

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