输入/输出隔离开关电源

    不隔离的开关电源使用中有所不便,即电子设备必然与供电电路共地,如果采用市电整流供电设备的“地”将带有市电,给使用和维护造成麻烦。此外,目前的微电子工业发展极快,CMOS集成电路和数字处理集成电路应用日益广泛,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。即使是普通电视机,随着功能的扩展,有多种多样的音视频或数字信号接口,信号地与市电也必须隔离。

    20世纪80年代后,不隔离开关电源基本退出厂强电产品市场,取而代之的是输入/输出隔离的电源设备。部分电子书刊中常称此为并联型开关电源,是不准确的提法。理论上所谓并联型开关电源,系指开关电源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Ⅱ/O隔离的开关电源,也称为脉冲变压器耦合的开关电源。输入电源通过开关电源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,可以得到不同的各种脉冲电压,整流滤波后,直流向负载提供电压。很尺显,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型和他激型。自激型电路系以开关电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。他激型开关电源作为独立开关,与脉冲变压器储能绕组串联接人供电电路,开关电源则受控于独立的脉冲驱动器输出的调宽脉冲控制。

    按向负载提供能量的方式,还可分为正激式和反激式。正激式开关电源是在开关电源导通时,向负载提供能量;反激式则为电一磁一电转换方式,通过脉冲变压器的能量存储,在开关电源截止期间向负载提供能量。此类开关电源的电路变化极大,对其详细分类实无必要,以下通过各种不同典型应用电路说明其工作原理。



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