并聯開關型穩壓電路原理
下圖(1)電路中L1是儲能電感,VT1是開關管,VD1是脈沖整流二極管,C1是濾波電容,R1是穩壓電路的負載電阻。從電路中可以看出,開關管和負載電阻是并聯接在直流輸入電路的Ui端上。
VT1基極開關脈沖為高電平期間:VT1導通,這時候輸入電壓給電感L1和導通的VT1集電極、發射極構成回路,此時儲能電感L1產生左正右負的自感電壓,阻礙電流增大。在VT1導通期間,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和負載電路與前面的儲能電感等電路脫開。在此期間,以電容C1中所儲存的電能對負載電路放電的形式,為負載電路提供直流工作電壓。
VT1基極開關脈沖為低電平期間∶低電平使VT1截止,儲能電感L1產生反向電動勢阻礙電感中的電流減小,電動勢方向是左負右正,這一電動勢使VD1導通,電動勢所產生的電流I流過VD1,對C1充電,補充C1中的電能,并且給負載電路供電。
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VT1截止時,加到電容C1的電壓是L1自感電壓和輸入電壓同極性串聯之和。
下圖(2)電路中所示是并聯開關型穩壓電路,T1是脈沖變壓器,L1是脈沖變壓器的初級繞組也起著儲能電感的作用;L2是脈沖變壓器T1的次級繞組互感得到的電壓經過VD1整流C2濾波后供給后極負載電路;VT1是開關管,R1是負載電阻。
當激勵脈沖為高電平時,VT1飽和導通,輸入電壓通過L1線圈和VT1導通到地,在儲能L1線圈兩端產生上正下負的自感電動勢,阻礙通過的電流增大,同時,變壓器的次級線圈L2互感在兩端產生上負下正的電壓(變壓器同名端原理)VD1截止不工作,電容C上的電壓放電給負載電路供電。
當激勵脈沖是低電平時,VT1截止,在變壓器L1線圈兩端產生上負下正的自感電壓,L2線圈兩端互感得到上正下負的電壓,這樣變壓器T1儲存的能量經過VD1整流,C1濾波后給負載電路供電。
與串聯型開關電源相反,并聯型開關電源是反激式開關電源,即開關管VT1導通期間,整流管VD1截止;在開關管截止期間,整流管導通給負載提供能量。
并聯開關型穩壓電路圖(一)
當晶體管T導通時,二極管D反向偏置而截止,當晶體管T截止時,二極管D導通。
并聯開關型穩壓電路圖(二)
以下分享的是并聯型脈寬調制式開關穩壓電路,并聯型脈寬調制式開關穩VS1003B壓電路的主要回路如圖2-73(a)所示。圖中開關調整管VT、輸入電壓、輸出電壓三者并聯,故稱并聯型。
當開關調整管VT基極上加有正脈沖電壓時,VT導通,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儲能。這時負載電流由前幾個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。
當開關調整管VT基極上沒有正向脈沖電壓或所加的是負向脈沖電壓時,VT截止。由于電感中電流不能突變,這時在L兩端產生自感電勢并通過續流二極管VD向電容C充電,以補充放電時所消耗的電能,同時向負載RL供電,電流方向如圖2-73(c)所示。當開關調整管再次加有正向脈沖電壓時,將再次重復UI向L輸送能量的過程,如此循環下去。
通過上面分析可以歸納出開關穩壓電源的工作原理:開關調整管導通期間,儲能電感儲能,并由儲能電容向負載供電;開關調整管截止期間,儲能電感釋放能量對儲能電容充電,同時向負載供電。這兩個元件還同時具各濾波作用,使輸出波形平滑。
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