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开关电源的通用元器件类型和功能有哪些?

2019-09-27 07:00      点击:

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  据悉,当前的电子设备都是使用开关电源,这是由于开关电源作为现代电子产业快速发展的一种电源类型,具有轻量、小型、高效率等特点。因此,设计开关电源也比想象中更复杂。

  尤其是对刚接触开关电源研发的工程师来说,他的外围电路就很复杂,其中使用的元器件种类繁多,性能各异。要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂、弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。

  开关电源外围电路中使用的元器件种类繁多,性能各异,大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。开关电源中通用元器件的类型及主要功能如下:

  一、电阻器

  1、取样电阻—构成输出电压的取样电路,将取样电压送至反馈电路。

  2、均压电阻—在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用,亦称平衡电阻。

  3、分压电阻—构成电阻分压器。

  4、泄放电阻—断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中电容器存储的电荷泄放掉。

  5、限流电阻—起限流保护作用,如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的限流电阻。

  6、电流检测电阻—与过电流保护电路配套使用,用于限制开关电源的输出电流极限。

  7、分流电阻—给电流提供旁路。

  8、负载电阻—开关电源的负载电阻(含等效负载电阻)。

  9、最小负载电阻—为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻,可避免因负载开路而导致输出电压过高。

  10、假负载—在测试开关电源性能指标时临时接的负载(如电阻丝、水泥电阻)。

  11、滤波电阻—用作LC型滤波器、RC型滤波器、π型滤波器中的滤波电阻。

  12、偏置电阻—给开关电源的控制端提供偏压,或用来稳定晶体管的工作点。

  13、保护电阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中。

  14、频率补偿电阻—例如构成误差放大器的RC型频率补偿网络。

  15、阻尼电阻—防止电路中出现谐振。

  二、电容器

  1、滤波电容—构成输入滤波器、输出滤波器等。

  2、耦合电容—亦称隔直电容,其作用是隔断直流信号,只让交流信号通过。

  3、退藕电容—例如电源退藕电容,可防止产生自激振荡。

  4、软启动电容—构成软启动电路,在软启动过程中使输出电压和输出电流缓慢地建立起来。

  5、补偿电容—构成RC型频率补偿网络。

  6、加速电容—用于提高晶体管的开关速度。

  7、振荡电容—可构成RC型、LC型振荡器。

  8、微分电容—构成微分电路,获得尖脉冲。

  9、自举电容—用于提升输入级的电源电压,亦可构成电压前馈电路。

  10、延时电容—与电阻构成RC型延时电路。

  11、储能电容—例如极性反转式DC/DC变换器中的泵电容。

  12、移相电容—构成移相电路。

  13、倍压电容—与二极管构成倍压整流电路。

  14、消噪电容—用于滤除电路中的噪声干扰。

  15、中和电容—消除放大器的自激振荡。

  16、抑制干扰的电容器—在EMI滤波器中,可分别滤除串模和共模干扰。

  17、安全电容—含X电容和Y电容。

  X电容—能滤除由一次绕组、二次绕组耦合电容器产生的共模干扰,可为从一次侧耦合到二次侧耦合的干扰电流提供回流路径,防止该电流通过二次侧耦合到大地。

  Y电容—能滤除电网之间串模干扰,常用于EMI滤波器中。

  三、电感器

  1、滤波电感—构成LC型滤波器。

  2、储能电感—常用于降压式或升压式DC/DC变换器电路中。

  3、振荡电感—构成LC型振荡器。

  4、共模电感—亦称共模扼流圈,常用于EMI滤波器中,对共模干扰起到抑制作用。

  5、串模电感—亦称串模扼流圈,它采用单绕组结构,一般串联在开关电源的输入电路中。

  6、频率补偿电感—构成LC型、LCR型频率补偿网络。

  四、变压器

  1、工频变压器—对交流电源进行变压与隔离,再经过整流滤波后给DC/DC变换器(即开关稳压器)供电。

  2、高频变压器—对高频电源进行储能、变压和隔离,适用于无工频变压器的开关电源中。

  五、二极管

  1、整流二极管—低频整流、高频整流。

  2、续流二极管—常用于降压式DC/DC变换器中;若在继电器、电机等的绕组两端并联续流二极管,即可为反电动势提供泄放回路,避免损坏驱动管。

  3、钳位二极管—构成VD、R、C型钳位电路,吸收尖峰电压,对MOSFET功率场效应管起保护作用。

  4、阻塞二极管—钳位保护电路中的二极管,亦称为阻尼二极管。

  5、保护二极管—用于半波整流电路中,在负半周时给交流电提供回路。

  6、隔离二极管—可实现信号隔离。

  7、抗饱和二极管—将二极管串联在功率开关管的基极上,可降低功率开关管的饱和深度,提高关断速度。

  六、整流桥

  将交流电压变为脉动直流电压,送至滤波器。整流桥可由四只整流二极管构成,亦可采用成品整流桥。

  七、稳压管

  构成简易稳压电路;接在开关电源的输出端,用来稳定空载时的输出电压;由稳压管、快恢复二极管和阻容元件构成一次侧钳位保护电路;构成过电压保护电路。

  八、场效应晶体管

  MOSFET用作PWM调制器或开关稳压控制器的功率开关管。

  九、运算放大器

  构成外部误差放大器、电压控制环和电流控制环等。

  十、晶体管

  用作PWM调制器的功率开关管;构成恒压/恒流输出式开关电源的电压控制和电流控制环路;构成截流输出型开关电源的截流控制环;构成开关稳压器的通/断控制、欠电压、过电压保护、过电流保护等电路。