開關電源中通用元器件的類型及主要功能
據(jù)悉,當前的電子設備都是使用開關電源,這是由于開關電源作為現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的一種電源類型,具有輕量、小型、高效率等特點。因此,設計開關電源也比想象中更復雜。
尤其是對剛接觸開關電源研發(fā)的工程師來說,他的外圍電路就很復雜,其中使用的元器件種類繁多,性能各異。要想設計出性能高的開關電源就必須弄懂、弄通開關電源中各元器
據(jù)悉,當前的電子設備都是使用開關電源,這是由于開關電源作為現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的一種電源類型,具有輕量、小型、高效率等特點。因此,設計開關電源也比想象中更復雜。
尤其是對剛接觸開關電源研發(fā)的工程師來說,他的外圍電路就很復雜,其中使用的元器件種類繁多,性能各異。要想設計出性能高的開關電源就必須弄懂、弄通開關電源中各元器件的類型及主要功能。
開關電源外圍電路中使用的元器件種類繁多,性能各異,大致可分為通用元器件、特種元器件兩大類。開關電源中通用元器件的類型及主要功能如下:
一、電阻器
1、取樣電阻—構成輸出電壓的取樣電路,將取樣電壓送至反饋電路。
2、均壓電阻—在開關電源的對稱直流輸入電路中起到均壓作用,亦稱平衡電阻。
3、分壓電阻—構成電阻分壓器。
4、泄放電阻—斷電時可將電磁干擾(EMI)濾波器中電容器存儲的電荷泄放掉。
5、限流電阻—起限流保護作用,如用作穩(wěn)壓管、光耦合器及輸入濾波電容的限流電阻。
6、電流檢測電阻—與過電流保護電路配套使用,用于限制開關電源的輸出電流極限。
7、分流電阻—給電流提供旁路。
8、負載電阻—開關電源的負載電阻(含等效負載電阻)。
9、很小負載電阻—為維持開關電源正常工作所需要的很小負載電阻,可避免因負載開路而導致輸出電壓過高。
10、假負載—在測試開關電源性能指標時臨時接的負載(如電阻絲、水泥電阻)。
11、濾波電阻—用作LC型濾波器、RC型濾波器、π型濾波器中的濾波電阻。
12、偏置電阻—給開關電源的控制端提供偏壓,或用來穩(wěn)定晶體管的工作點。
13、保護電阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型鉗位保護電路中。
14、頻率補償電阻—例如構成誤差放大器的RC型頻率補償網(wǎng)絡。
15、阻尼電阻—防止電路中出現(xiàn)諧振。
二、電容器
1、濾波電容—構成輸入濾波器、輸出濾波器等。
2、耦合電容—亦稱隔直電容,其作用是隔斷直流信號,只讓交流信號通過。
3、退藕電容—例如電源退藕電容,可防止產(chǎn)生自激振蕩。
4、軟啟動電容—構成軟啟動電路,在軟啟動過程中使輸出電壓和輸出電流緩慢地建立起來。
5、補償電容—構成RC型頻率補償網(wǎng)絡。
6、加速電容—用于提高晶體管的開關速度。
7、振蕩電容—可構成RC型、LC型振蕩器。
8、微分電容—構成微分電路,獲得尖脈沖。
9、自舉電容—用于提升輸入級的電源電壓,亦可構成電壓前饋電路。
10、延時電容—與電阻構成RC型延時電路。
11、儲能電容—例如極性反轉式DC/DC變換器中的泵電容。
12、移相電容—構成移相電路。
13、倍壓電容—與二極管構成倍壓整流電路。
14、消噪電容—用于濾除電路中的噪聲干擾。
15、中和電容—消除放大器的自激振蕩。
16、抑制干擾的電容器—在EMI濾波器中,可分別濾除串模和共模干擾。
17、安全電容—含X電容和Y電容。
X電容—能濾除由一個繞組、二次繞組耦合電容器產(chǎn)生的共模干擾,可為從一個側耦合到二次側耦合的干擾電流提供回流路徑,防止該電流通過二次側耦合到大地。
Y電容—能濾除電網(wǎng)之間串模干擾,常用于EMI濾波器中。
三、電感器
1、濾波電感—構成LC型濾波器。
2、儲能電感—常用于降壓式或升壓式DC/DC變換器電路中。
3、振蕩電感—構成LC型振蕩器。
4、共模電感—亦稱共模扼流圈,常用于EMI濾波器中,對共模干擾起到抑制作用。
5、串模電感—亦稱串模扼流圈,它采用單繞組結構,一般串聯(lián)在開關電源的輸入電路中。
6、頻率補償電感—構成LC型、LCR型頻率補償網(wǎng)絡。
四、變壓器
1、工頻變壓器—對交流電源進行變壓與隔離,再經(jīng)過整流濾波后給DC/DC變換器(即開關穩(wěn)壓器)供電。
2、高頻變壓器—對高頻電源進行儲能、變壓和隔離,適用于無工頻變壓器的開關電源中。
五、二極管
1、整流二極管—低頻整流、高頻整流。
2、續(xù)流二極管—常用于降壓式DC/DC變換器中;若在繼電器、電機等的繞組兩端并聯(lián)續(xù)流二極管,即可為反電動勢提供泄放回路,避免損壞驅動管。
3、鉗位二極管—構成VD、R、C型鉗位電路,吸收尖峰電壓,對MOSFET功率場效應管起保護作用。
4、阻塞二極管—鉗位保護電路中的二極管,亦稱為阻尼二極管。
5、保護二極管—用于半波整流電路中,在負半周時給交流電提供回路。
6、隔離二極管—可實現(xiàn)信號隔離。
7、抗飽和二極管—將二極管串聯(lián)在功率開關管的基極上,可降低功率開關管的飽和深度,提高關斷速度。
六、整流橋
將交流電壓變?yōu)槊}動直流電壓,送至濾波器。整流橋可由四只整流二極管構成,亦可采用成品整流橋。
七、穩(wěn)壓管
構成簡易穩(wěn)壓電路;接在開關電源的輸出端,用來穩(wěn)定空載時的輸出電壓;由穩(wěn)壓管、快恢復二極管和阻容元件構成一個側鉗位保護電路;構成過電壓保護電路。
八、場效應晶體管
MOSFET用作PWM調制器或開關穩(wěn)壓控制器的功率開關管。
九、運算放大器
構成外部誤差放大器、電壓控制環(huán)和電流控制環(huán)等。
十、晶體管
用作PWM調制器的功率開關管;構成恒壓/恒流輸出式開關電源的電壓控制和電流控制環(huán)路;構成截流輸出型開關電源的截流控制環(huán);構成開關穩(wěn)壓器的通/斷控制、欠電壓、過電壓保護、過電流保護等電路。