高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)缺點(diǎn)
出處:diwa 發(fā)布于:2009-06-17 14:05:44
高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)如下。
①功耗小,效率高。在如圖所示的高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中,開關(guān)管在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下,交替地工作在導(dǎo)通—截止和截止一導(dǎo)通的開關(guān)狀態(tài)。開關(guān)管的轉(zhuǎn)換速度很快,其頻率一般為50kHz左右,在一些技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家,甚至可以做到幾百或近1000kHz,這使得開關(guān)管的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高,其效率可達(dá)到80%以上。

圖 高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理電路
?、隗w積小,質(zhì)量小。從高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖可以清楚地看到,電路中沒有采用笨重的工頻變壓器。又由于開關(guān)管上的耗散功率大幅度降低后,省去了較大的散熱片?;谶@兩方面的原因,使高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源達(dá)到了體積小,質(zhì)量小的目的。
?、鄯€(wěn)壓范圍寬。高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓是用激勵(lì)信號(hào)來調(diào)節(jié)的,而輸入信號(hào)電壓的變化可以通過調(diào)頻或調(diào)寬來進(jìn)行補(bǔ)償,這樣在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí),它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓范圍很寬,穩(wěn)壓效果很好。此外,改變開關(guān)管占空比的方法有脈寬調(diào)制型和頻率調(diào)制型兩種。這樣,高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多,設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求,靈活地選用各種類型的高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源。
④濾波的效率大為提高,并且由于高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源開關(guān)頻率的提高,也使濾波電容的容量和體積大為減小。高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率目前基本上是50kHz,是線性穩(wěn)壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。即使是采用半波整流后加電容濾波的方式,其效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下,采用高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源時(shí),濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容容量的1/500~1/1000。
⑤電路形式靈活多樣。高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路形式有自激式和他激式,調(diào)寬型和調(diào)頻型,單端式和雙端式等。在實(shí)際設(shè)計(jì)中可以發(fā)揮各種類型電路的特長(zhǎng),設(shè)計(jì)出能滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源。
?。?)高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)
高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。在高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源中,功率調(diào)整開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài),在其開關(guān)過程中產(chǎn)生的交流電壓和電流會(huì)通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾,如果不采取一定的措施對(duì)這些干擾進(jìn)行抑制、消除和屏蔽,就會(huì)嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作。此外,因高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的振蕩電路中沒有用工頻變壓器隔離,則這些干擾就會(huì)竄入工頻電網(wǎng),使附近的其他電子儀器、設(shè)各和控制設(shè)備受到嚴(yán)重的干擾。
目前,由于國(guó)內(nèi)微電子技術(shù)、阻容器件生產(chǎn)技術(shù)及磁性材料技術(shù)與一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家還有一定的差距,另外高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的造價(jià)還不能進(jìn)一步降低,這也影響到其廣泛應(yīng)用和可靠性的進(jìn)一步提高,所以在我國(guó)的電子儀器及機(jī)電一體化儀器中,高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源還不能得到十分廣泛的普及應(yīng)用。特別是無工頻變壓器高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源中的高壓電解電容器、高反壓大功率開關(guān)管、開關(guān)變壓器的磁性材料等器件,我國(guó)還處于研究、開發(fā)階段。在一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家,高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源雖然有了一定的發(fā)展,但在實(shí)際應(yīng)用中也還存在一些問題,如電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障率高,維修麻煩等。因此,如果在設(shè)計(jì)和制造中不充分重視這些問題,就將直接影響到高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源的推廣應(yīng)用。總之,影響高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源推廣應(yīng)用的主要因素有:制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價(jià)成本較高。
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