第2章 自激式开关电源
2.5 具有隔离功能的自激式开关电源
前述不隔离的开关电源在使用中形成用电设备与供电电源电路共地,经过输入整流供电设备的“地”带有市电,绐用户及维护造成潜在危险。同时,由于对cMos集成电路和数字处理集成电路的应用日益广泛,倘若采用此类过压敏感的器件,是不能与市电采用同一参考点的。即使是普通设备,随着功能的扩展,具有多种规格的音视频或数字信号接口,信号地与市电也必须隔离。
通常人们所说的并联型开关电源,指开关管和负载电路是并联的,目前多用于升压型不隔离开关电源中。此处所称I/O隔离的开关电源,也称为脉冲变压器耦合的开关电源。输入电源通过开关管控制脉冲变压器初级线圈的能量存储,能量释放则通过脉冲变压器次级进行。改变脉冲变压器的匝数比,可以得到各种不同的脉冲电压,整流滤波后,以直流向负载提供电压。很明显,开关电源的输入和输出端是通过脉冲变压器的磁耦合传递能量的,脉冲变压器绕组之间的绝缘,使初级侧与次级侧完全隔离,绝缘电阻和抗电强度均可达到很高。目前所有从市电供电的设备,几乎全部采用此类开关电源,取代了多年来使用的工频变压器和耗能型稳压器。
脉冲变压器耦合的开关电源按其激励方式分为自激式和它激式。自激式脉冲变压器耦合的开关电源是以开关管为主组成脉冲变换器,将直流电变成脉冲波,通过脉冲变压器耦合送往负载电路;它激式则以开关管作为独立开关,与脉冲变压器储能绕组串联接入供电电路,开关管则受独立的脉冲驱动器输出的调宽脉冲控制。脉冲变压器耦合的开关电源按其向负载提供能量的方式,可分为正激式和反激式。正激式脉冲变压器耦合的开关电源是在开关管导通时,向负载提供能量;反激式则为电—磁—电转换方式;通过脉冲变压器的能量存储,在开关管截止期间向负载提供能量。
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