并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路原理
下圖(1)電路中L1是儲(chǔ)能電感,VT1是開關(guān)管,VD1是脈沖整流二極管,C1是濾波電容,R1是穩(wěn)壓電路的負(fù)載電阻。從電路中可以看出,開關(guān)管和負(fù)載電阻是并聯(lián)接在直流輸入電路的Ui端上。
VT1基極開關(guān)脈沖為高電平期間:VT1導(dǎo)通,這時(shí)候輸入電壓給電感L1和導(dǎo)通的VT1集電極、發(fā)射極構(gòu)成回路,此時(shí)儲(chǔ)能電感L1產(chǎn)生左正右負(fù)的自感電壓,阻礙電流增大。在VT1導(dǎo)通期間,由于VT1的集電極是低電平,因此VD1截止,截止后的VD1將濾波電容C1和負(fù)載電路與前面的儲(chǔ)能電感等電路脫開。在此期間,以電容C1中所儲(chǔ)存的電能對(duì)負(fù)載電路放電的形式,為負(fù)載電路提供直流工作電壓。
VT1基極開關(guān)脈沖為低電平期間∶低電平使VT1截止,儲(chǔ)能電感L1產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)阻礙電感中的電流減小,電動(dòng)勢(shì)方向是左負(fù)右正,這一電動(dòng)勢(shì)使VD1導(dǎo)通,電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的電流I流過VD1,對(duì)C1充電,補(bǔ)充C1中的電能,并且給負(fù)載電路供電。
上圖電路中,改變VT1基極脈沖的特性,可以改變穩(wěn)壓電路輸出電壓的大小,并且可以使輸出電壓高于輸入電壓,所以這是一個(gè)不用變壓也能提高直流輸出電壓的電路,它的升壓原理是︰當(dāng)VT1截止時(shí),加到電容C1的電壓是L1自感電壓和輸入電壓同極性串聯(lián)之和。
下圖(2)電路中所示是并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路,T1是脈沖變壓器,L1是脈沖變壓器的初級(jí)繞組也起著儲(chǔ)能電感的作用;L2是脈沖變壓器T1的次級(jí)繞組互感得到的電壓經(jīng)過VD1整流C2濾波后供給后極負(fù)載電路;VT1是開關(guān)管,R1是負(fù)載電阻。
當(dāng)激勵(lì)脈沖為高電平時(shí),VT1飽和導(dǎo)通,輸入電壓通過L1線圈和VT1導(dǎo)通到地,在儲(chǔ)能L1線圈兩端產(chǎn)生上正下負(fù)的自感電動(dòng)勢(shì),阻礙通過的電流增大,同時(shí),變壓器的次級(jí)線圈L2互感在兩端產(chǎn)生上負(fù)下正的電壓(變壓器同名端原理)VD1截止不工作,電容C上的電壓放電給負(fù)載電路供電。
當(dāng)激勵(lì)脈沖是低電平時(shí),VT1截止,在變壓器L1線圈兩端產(chǎn)生上負(fù)下正的自感電壓,L2線圈兩端互感得到上正下負(fù)的電壓,這樣變壓器T1儲(chǔ)存的能量經(jīng)過VD1整流,C1濾波后給負(fù)載電路供電。
與串聯(lián)型開關(guān)電源相反,并聯(lián)型開關(guān)電源是反激式開關(guān)電源,即開關(guān)管VT1導(dǎo)通期間,整流管VD1截止;在開關(guān)管截止期間,整流管導(dǎo)通給負(fù)載提供能量。
并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路圖(一)
當(dāng)晶體管T導(dǎo)通時(shí),二極管D反向偏置而截止,當(dāng)晶體管T截止時(shí),二極管D導(dǎo)通。
并聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路圖(二)
以下分享的是并聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電路,并聯(lián)型脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)VS1003B壓電路的主要回路如圖2-73(a)所示。圖中開關(guān)調(diào)整管VT、輸入電壓、輸出電壓三者并聯(lián),故稱并聯(lián)型。
當(dāng)開關(guān)調(diào)整管VT基極上加有正脈沖電壓時(shí),VT導(dǎo)通,集電極電位近似為零,使VD反偏截止。輸入電壓U,通過電流i。向電感L儲(chǔ)能。這時(shí)負(fù)載電流由前幾個(gè)周期已充了電的電容C的放電電流供給,電流方向如圖2-73(b)所示。
當(dāng)開關(guān)調(diào)整管VT基極上沒有正向脈沖電壓或所加的是負(fù)向脈沖電壓時(shí),VT截止。由于電感中電流不能突變,這時(shí)在L兩端產(chǎn)生自感電勢(shì)并通過續(xù)流二極管VD向電容C充電,以補(bǔ)充放電時(shí)所消耗的電能,同時(shí)向負(fù)載RL供電,電流方向如圖2-73(c)所示。當(dāng)開關(guān)調(diào)整管再次加有正向脈沖電壓時(shí),將再次重復(fù)UI向L輸送能量的過程,如此循環(huán)下去。
通過上面分析可以歸納出開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理:開關(guān)調(diào)整管導(dǎo)通期間,儲(chǔ)能電感儲(chǔ)能,并由儲(chǔ)能電容向負(fù)載供電;開關(guān)調(diào)整管截止期間,儲(chǔ)能電感釋放能量對(duì)儲(chǔ)能電容充電,同時(shí)向負(fù)載供電。這兩個(gè)元件還同時(shí)具各濾波作用,使輸出波形平滑。
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