高频开关电源的工作原理
2025/3/5 22:37:40 点击：
一、输入整流滤波
1、高频开关电源的输入一般是交流电，通过整流电路将交流电转换为直流电。常用的整流电路是由四个二极管组成的桥式整流电路，当交流电的正半周时，两个二极管导通，电流通过负载；在负半周时，另外两个二极管导通，这样就可以在负载两端得到一个脉动的直流电。
2、经过滤波电路对整流后的脉动直流电进行滤波。滤波电路通常由电容和电感组成，电容可以储存电荷，电感可以阻止电流的突变。例如，在电容输入式滤波电路中，电容与负载并联，利用电容的充电和放电特性，将脉动直流电中的交流成分滤除，得到比较平滑的直流电。
二、高频变换
1、滤波后的直流电进入高频变换器。高频变换器的核心是开关管，通常是功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。这些开关管在控制电路的驱动下，以很高的频率（几十kHz到几百kHz）不断地导通和截止。
2、当开关管导通时，输入的直流电能通过变压器的初级绕组储存能量；当开关管截止时，变压器的初级绕组中的磁场能量不能突变，会在次级绕组中感应出电动势。根据变压器的匝数比，次级绕组可以得到不同幅值的电压。例如，如果次级绕组匝数比初级绕组匝数多，就可以实现升压；反之则可以降压。
三、输出整流滤波
1、变压器次级绕组输出的是高频交流电。为了得到稳定的直流电输出，需要再次进行整流和滤波。整流一般采用肖特基二极管，因为肖特基二极管具有正向压降低、恢复时间短的优点，能够适应高频整流的要求。
2、经过整流后的高频脉冲直流电通过滤波电路进一步滤除高频成分。滤波电路可能是由多个电容和电感组成的LC或π型滤波电路。这些电容和电感能够将高频成分旁路或衰减，使输出电压更加平滑，最终得到稳定的直流输出电压。
四、控制与反馈调节
1、高频开关电源有一个控制电路，其主要功能是控制开关管的导通和截止时间，也就是占空比。控制电路根据输出电压反馈信号来调整占空比。反馈信号通常是通过对输出电压进行采样得到的。
2、当输出电压升高时，反馈信号会告诉控制电路，控制电路会减小开关管的导通时间，从而降低输出电压；反之，当输出电压降低时，控制电路会增加开关管的导通时间，以提高输出电压。这样就可以使输出电压保持在设定的稳定值附近，实现对输出电压的精确控制。
1、高频开关电源的输入一般是交流电，通过整流电路将交流电转换为直流电。常用的整流电路是由四个二极管组成的桥式整流电路，当交流电的正半周时，两个二极管导通，电流通过负载；在负半周时，另外两个二极管导通，这样就可以在负载两端得到一个脉动的直流电。
2、经过滤波电路对整流后的脉动直流电进行滤波。滤波电路通常由电容和电感组成，电容可以储存电荷，电感可以阻止电流的突变。例如，在电容输入式滤波电路中，电容与负载并联，利用电容的充电和放电特性，将脉动直流电中的交流成分滤除，得到比较平滑的直流电。
二、高频变换
1、滤波后的直流电进入高频变换器。高频变换器的核心是开关管，通常是功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。这些开关管在控制电路的驱动下，以很高的频率（几十kHz到几百kHz）不断地导通和截止。
2、当开关管导通时，输入的直流电能通过变压器的初级绕组储存能量；当开关管截止时，变压器的初级绕组中的磁场能量不能突变，会在次级绕组中感应出电动势。根据变压器的匝数比，次级绕组可以得到不同幅值的电压。例如，如果次级绕组匝数比初级绕组匝数多，就可以实现升压；反之则可以降压。
三、输出整流滤波
1、变压器次级绕组输出的是高频交流电。为了得到稳定的直流电输出，需要再次进行整流和滤波。整流一般采用肖特基二极管，因为肖特基二极管具有正向压降低、恢复时间短的优点，能够适应高频整流的要求。
2、经过整流后的高频脉冲直流电通过滤波电路进一步滤除高频成分。滤波电路可能是由多个电容和电感组成的LC或π型滤波电路。这些电容和电感能够将高频成分旁路或衰减，使输出电压更加平滑，最终得到稳定的直流输出电压。
四、控制与反馈调节
1、高频开关电源有一个控制电路，其主要功能是控制开关管的导通和截止时间，也就是占空比。控制电路根据输出电压反馈信号来调整占空比。反馈信号通常是通过对输出电压进行采样得到的。
2、当输出电压升高时，反馈信号会告诉控制电路，控制电路会减小开关管的导通时间，从而降低输出电压；反之，当输出电压降低时，控制电路会增加开关管的导通时间，以提高输出电压。这样就可以使输出电压保持在设定的稳定值附近，实现对输出电压的精确控制。
- 上一篇：什么是高频开关电源，其构成和原理是什么？ 2025/3/5
- 下一篇：高频开关电源应用领域都有哪些 2025/3/5
