高频开关稳压原理 高频开关稳压电源课程设计

高频变压器工作原理及用途详解

高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。那么，高频变压器工作原理及用途有哪些呢?下面来看看吧。

高频开关稳压原理 高频开关稳压电源课程设计

一、高频变压器工作原理

高频变压器是作为开关电源主要的组成局部。开关电源一般采用半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz 高频脉冲波，然后通过高频变压器进行降压，输出低电压的交流电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。典型的半桥式变压电路中为显眼的三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器(待机变压器)每种变压器在规定中都有各自的衡量规范，比如主变压器，只要是200W 以上的电源，其磁芯直径(高度)就不得小于35mm 而辅助变压器，电源功率不超过300W 时其磁芯直径达到16mm 就够了。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。

变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

二、高频变压器的用途

高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、1MHz以上。传送功率比较大的情况下，功率器件一般采用 IGBT，由于IGBT存在关断电流拖尾现象，所以工作频率比较低;传送功率比较小的，可以采用MOSFET，工作频率就比较高。

三、高频变压器的保护装置

高频变压器微机保护装置总结了国内外同行多年应用经验基础上，结合国内综合自动化系统的实际特点，开发研制的集保护、监视、控制、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品，是构成智能化高频变压器的理想电器单元。

保护装置属性

适用范围：主要适用于10KV等用户工程;

保护功能：集20余种保护功能于一体，0.5级测量精度的通用型保护装置;

保护单元：线路、主变后备、电动机、电容器、电抗器、备自投、PT、非电量;

产品外观：100mm超薄机身特别适用于环网柜等柜体，也适用于KYN28等中置柜等;

产品材质：合金外壳，抗电磁干扰测试符合标准;

作回路：不带防跳、可与各种自带防跳的开关配合使用;

通讯：自行选配带、或不带RS485通讯接口。

以上就是小编为您介绍的高频变压器工作原理，希望能够帮助到您。更多关于高频变压器的相关资讯，请继续关注土巴兔学装修。

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开关电源工作原理 开关电源的分类方法

开关电源在我们的生活中的作用是非常重要的，那么开关电源工作原理是什么呢，下面我们就一起来了解一下开关电源工作原理是什么吧。

开关电源工作原理是什么

开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60KHz)。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录影机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

事实上，终端使用者的PC的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统(closedloopsystem)——负责控制开关管的电路，从电源的输出获得回馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器(这个方法称作PWM，

PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)。所以说，开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量，而且降低发热量。

开关电源的分类方法

1.按激励方式划分分为他激式和自激式。他激式开关电源电路中专设激励信号振荡器;自激式开关功率管兼作振荡管。该形式的开关电源电路结构简单,元器件少,可以做成低成本的开关电源。

2.按调制方式划分分为脉宽调制型、频率调整型和混合调整型。脉宽调制型保持振荡频率保持不变,通过调节脉冲宽度来改变输出电压的大小;频率调整型保持占空比保持不变(脉冲宽度保持不变),通过改变振荡频率来改变输出电压大小;混合调整型是脉冲宽度和振荡频率均可进行调节的开关电源。

3.按开关管电流的工作方式划分分开关型和谐振型。开关型用开关电晶体把直流变成高频标准方波,其电路形式类似于他激式;谐振型用开关电晶体与LC谐振回路将直流变成标准正弦波,其电路形式类似于自激式开关电源。

4.按开关电晶体的类型划分分为电晶体型和可控矽型。电晶体型采用电晶体(包括场效应管)作为开关功率管;可控矽型采用可控矽作为开关功率管。

这种电路的特点是直接输入交流电压,不需要一次整流部分。

开关式稳压电源的基本工作原理

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源积体电路中，

绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um为矩形脉冲电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。

从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。

开关电源工作原理

开关电源就是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等)，通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。接下来小编为大家介绍开关电源工作原理及开关电源组成。接下来就让我们带大家了解一下它的原理。

开关电源原理

开关电源的工作原理不同于线性电源，线性电源是让功率晶体管工作于线性模式下，而开关电源是让功率晶体管工作于导通和关断两种工作状态下，换言之，是通过“斩波”，即把输入直流电压的幅值斩成与输入电压幅值相等的脉冲电压来实现的。开关电源的这种工作原理使得加于功率晶体管上的伏安乘积很小(导通状态下，电压低，电流大;关断状态下，电压高，电流小)，即功率晶体管上产生的损耗很小。

开关电源组成

1、主电路

冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。

输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。

整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。

逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。

输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

2、控制电路

一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。

3、检测电路

提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

4、辅助电源

实现电源的软件(远程)启动，为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。

开关电源输出电压低的原因

1、220V交流电压输入电路和整流滤波电路对开关管提供的工作电压不够，超出脉宽调制电路的控制范围。

2、负载电路存在过流引起开关电源负载加重而导致输出电压下降。

3、开/关机接口电路处于待机状态，令开关电源工作于低频振荡状态其输出电压为待机状态下的度数。此类故障仅应于无预备电源，CPU预备状态下的工作电压由开关电源提供的机型

。4、开/关机接口电路末端因故工作于开机或待机之间的状态，从而导致开关电源工作于待机与开机状态之间的工作频率，造成开关电源输出电压高于待机值，低于开机值。

5、保护电路端因故障工作于导通状态，使电源进入弱振窄脉冲供电，引起开关电源输出电压下降。

6、整流输出电路中的二极管和滤波电容，限流电阻损坏引起输出电压变低。

7、脉宽调制电路有问题，不能对开关电源输出电压的变化做出正切的响应，对电源开关管基极电压调整方向大小不对，从而造成开关电源输出电压低。

8、正反馈电路中的正反馈电阻变大，放电二极管性能变，正反馈量不足，导致振荡周期变长。振荡频率下降，从而引起开关电源输出电压低。

9、它激式开关电源因未得到行逆成而工作低于低频状态，造成输出电压低。

以上就是关于开关电源工作原理开关电源组成介绍的全部内痈，希望对大家有所帮助。

开关电源为什么要采取稳压控制措施

开关电源便是通过模拟电路来控开关管进行高速的起动与关停电源，将直流电转化为高频率的交流电供给应变压器进行变压，从而发生所需要的一组或多组电压。如今广泛的应用于工业以及一些家用电器上，如电视机，电脑等。转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高许多。所以开关变压器能够做的很小，而且运行时不是很热，成本很低，如果不将50HZ变为高频，那开关电源就没有意义。

开关电源的按运行原理包含以下部分:

1.交流电源输入经整流滤波成直流;

2.经过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控开关管，将直流电流加到开关变压器上;

3.开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供应负载;

4.输出部分经过电路反应给控电路，控PWM占空比，以到达安稳输出的目的.

交流电源输入时一般要经过厄流圈一类东西，过滤掉电网上的干扰，同时也过滤了电源对电网的干扰;在功率相一起，开关频率越高，开关变压器的体积就越小，但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级能够有多个绕组或一个绕组有多个，以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路，比如空载、短路等保护，不然会导致开关电源烧毁。

一、主电路:从交流电网输入、直流输出的全过程，包含:

1、输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤，一起也阻碍本机发生的杂波反应到公共电网。

2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较滑润的直流电，以供下一级改换。

3、逆变:将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、分量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波:根据负载需要，供给安稳牢靠的直流电源。

二、控电路:一方面从输出端取样，经与设定规范进行比较，然后去控逆变器，改动其频率或脉宽，到达输出安稳，另一方面，根据测验电路供给的材料，经保护电路辨别，供给控电路对整机进行各种保护措施。

三、检测电路﹔除了供给保护电路中正在运行中各种参数外，还供给各种显示外表材料。四、辅助电源:供给一切单一电路的不同要求电源。

开关电源工作原理详解，开关电源工作原理图

随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低(只有40% -50%)、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85% 以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源工作原理作一阐述。

一、开关电源工作原理

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算，

即Uo=Um×T1/T

式中Um为矩形脉冲电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。

从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。

二、开关式稳压电源的原理电路

1、基本电路

图二 开关电源基本电路框图

开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

2.单端反激式开关电源

单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器T初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容C滤波后向负载输出。

单端反激式开关电源是一种成本的电源电路，输出功率为20-100W，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。的缺点是输出的纹波电压较大，外特性，适用于相对固定的负载。

单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20-200kHz之间。

3.单端正激式开关电源

单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也

导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时，电感L通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和

复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50-200 W的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。

4.自激式开关稳压电源

自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。

当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2 中感应出使VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1 很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic 开始减小，在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压，使VT1 迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。

自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适用于小功率电源。

5.推挽式开关电源

推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器T次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。

这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100-500 W范围内。

6.降压式开关电源

降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管VT1 导通时，二极管VD1 截止，输人的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量，维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。

这种电路使用元件少，它同下面介绍的另外两种电路一样，只需要利用电感、电容和二极管即可实现。

7.升压式开关电源

升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管 VT1 导通时，电感L储存能量。当开关管VT1 截止时，电感L感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。

8.反转式开关电源

反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压，电路均能正常工作。

当开关管 VT1 导通时，电感L 储存能量，二极管VD1 截止，负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时，电感L中的电流继续流通，并感应出上负下正的电压，经二极管VD1向负载供电，同时给电容C充电。

以上介绍了脉冲宽度调制式开关电源工作原理和各种电路类型，在实际应用中，会有各种各样的实际控制电路，但无论怎样，也都是在这些基础上发展出来的。更多信息请关注。

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什么是PWM型高频开关电源

就是将直流电进行高频斩波 来一个脉冲时通 没有脉冲时断开 将这样的波形滤波之后就能得到平滑的波形如正弦波等

通过对脉冲宽度的控制从而达到对输出电源大小的控制 比如在正弦波波峰脉冲宽度宽 而在幅值较小的时候脉冲宽度较窄

PWM 就是脉宽调制

如楼上所说，通过高频开关输出一个脉动的直流电，经滤波输出稳定的直流

如果负载变化会导致输出电压变化那么系统会通过调节输出脉动直流电的占空比来实现稳压的目的。

楼上说的是PWM型变频器的工作原理。我所说的是开关稳压电源。实际是一个原理的。

仅供参考

高频开关电源电路原理是什么？

开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。

与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。

控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误放大器的输出（误电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。

GMS高频开关直流电源的原理

一、高频开关电源的定义

高频开关电源，又称交换式电源、开关变换器以及开关型整流器SMR，它是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。它主要是通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。

二、高频开关电源的构成

高频开关电源主要由主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源等四部分构成：

1、主电路，主要包括输入滤波器、整流与滤波、逆变以及输出整流与滤波，终可以提供稳定可靠的直流电源。

2、控制电路，它可以通过控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，还可以提供控制电路对整机进行各种保护措施。

3、检测电路，除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表资料。

4、辅助电源，提供所有单一电路的不同要求电源。

三、高频开关电源的稳压原理

高频开关电源的主电路会将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网，然后将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换，再将整流后的直流电变为高频交流电，如果需要不同的频率和带宽，可以通过控制电路来控制逆变器来获得，根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源，同时控制电路可以对整机进行各种保护措施。