开关电源的整体电压变换过程

时间： 2024-11-20 来源：爱浦电子官网

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“学习开关电源，新手最疑惑的一个点”是什么呢？其实就是开关电源变压器初级输入的是高频的方波直流电，为什么会在变压器次级感应交流电压？从理论上来说，直流是不能通过变压器变压的。那么究竟是什么原因呢？且听爱浦电子小编细细说来。

整体波形变换

首先介绍一下开关电源的整体电压变换过程：AC交流→脉动直流→高频方波→稳定直流。如下图所示。

为了便于大家了解变压器初级线圈的输入电压波形，进行以下简单分析。

变压器初级前面是个什么电路呢？是整流滤波电路。交流电U1或U2输入，经过整流桥进行整流，将交流电变成脉动的直流电;如果没有带负载，那么经过滤波电容后，将会得到一个比较稳定的直流电，因为没有负载，电容就没有放电回路，就会一直保持其两端电压不变。如果带负载，就会输出带纹波的直流电波形。

然后得到的这个直流电被开关管（PWM控制IC）进行高频斩波，得到一个高频方波，但是这个波形还是直流形式的呀，如何通过变压器进行电压转换呢？

究本溯源

那么究竟如何实现电压变化呢？

其本质就是利用了电感的自感效应，电感电流不能突变！

当开关电源的高频变压器初级输入一个310V的直流电压时，此时线圈的端电压发生突变，但自感效应阻止了电流的突变，会使电流逐渐升高，在电感还没有进入稳态的时候，开关管就截止了。那么在这个过程中，由于电流一直在慢慢地升高，一直处于变化中，那么变压器的磁通量一直在变化。有了磁场的变化，自然就能在次级线圈感应出交流电。那么开关管关断后，其初级线圈的电流也是慢慢变小的。

由于开关管的开关频率很快，在20kHz~1MHz。上述的这个过程在快速地进行，电感始终不会进入稳态（电流值稳定），变压器磁芯不会进入磁饱和的状态。所以在设计开关电源时，是需要注意选择开关频率，来避免磁饱和的情况发生。

下图是小编画的粗略图，T1代表电感进入稳态时的临界时间，T2代表开关管关断的时间点。应该能清晰地表示上述关系了。

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SERIES,HS302S12020,AH20056,HS302S12023,AH,HS302S12025,EP10,EP13,BV202D06003A,EP17,BV481S15100,CMP482D1502401,BV201S18003A,CMP482D1001801,BV422S18050-230,BV422S10050-230,POT1411,BV351D06030,AHR4Q309,HS302S12015,BV302D24015A,AHR30318,BV301S12023A,AHR30317,AHR30316,BV202D09005,AHR30315,BV202D09006,AHR30314,AHR30313,AHF02120,AHR30312,AHR30311,AHR30310,POT1408,CMP482S1002401,HS3Q1S18015,BV301D06028A,BV422D10050,BV382DQ9024,BV302S06015A,AHR30309,BV302S15015-006,FMW,BV202S12006,BV202S12005,BV302D15010,BV302D15012,BV302D15015,BV302D15017,XZM-PE1802,BV382S24Q40,BV482S09100,CMP382S0451801,BV202D12006,BV202D12005,BV422S09050,AHR40309,BV302D15018,BV301S24015-006,BV422S10050,AHR40312,XZM-U16100,AHR40311,BV302D15024,XZM-U16101,ACST-255-15,AHR40314,BV302D15023,XZM-U16102,AHR40313,BV301D15028A,XZM-U16103,XZM-U16104,BV302D15028,XZM-U16105,AHR40310,BV302D15027,BV422D12050,BV302D15020,BV302DQ9030,BV382D15024,BV202S10005,XZM-PE1801,CMP482S1001501,AHR40316,AHR40315,FC,AHR40318,BV202S10006,AHR40317,BV202D24006,BV301S10015-006,BV302D06015A,BV301S06028A,BV301S18030,BV301S12028A,BV301S18015-006,BV302D09015-006,BV381S0604Q,BV202D24005,CMP482D1501501,BV301S18028,POT3622,BV301S18024,BV302D15006,BV301S18027,HS302S24025,BV301S18020,HS302S24023,CMP382D0321801,BV301S18023,BV351S18030,HS302S24020,BV482S10100,ADH 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目录- Company Profile SMT type Power Inductor DIP type Power Inductor RF Coil type EMI/EMC type Toroids type Other Special type PACKAGING/TAPE AND REEL SPECIFICATION IN BAG PAKEAGE PAKEAGE OVERVIEW

型号- SMTDRS 0745,SNR5040-470□,SMTPQ,BDE3D15-3R3N,4W1008,SMTDRRI73-150M,SMTDRS 0730,SMTDRRI4D18-150N,SMTDRS 0732,SMTDRRI74-220M,TC-1R0M-10A-3818,SMTDRRI74P-102□-4P,UPIB1205-100M-C,TBKM-680M-2A-4426,LHP322512-6R8M,LFT2513,TC-200M-3A-5026,BRI3D18-270M,4W1010,SMTDRS 0728,SMTDRRI74P-181□-4P,SMTDR54-680K,FS1012-183K,BDE,SMTDRRI73-151M,SMTDRRI129-100N,1R2N,SMTDRH103R-680N,BDR,BDE3D15,BDE3D18,WBRID-237555-H7S-TF8,SMB-201209-E2-121A,FC1025-500N-5A,SMD5650V–2R2□,SMD5650V–332□,BDE3D12,FS1012-182K,SMDCHGR1008F-33N□,FS1012-184K,EC0410-4R7K,MF0709 SERIES,1010,HPI0410-R47M,100M,100L,1008,1005,SMD3225V-680□,TC-1R2M-25A-6053,1004,SNR5040,SMD5650V–331□,HPI0402-3R3M,SMTLF,LHP322520,UPIF0804-3R3M,TC-560M-0.5A-3726,LFTB1608,HPI0515-R68M,BDE2D12-3R3N,SMD3225VP-220□,UPIF1704-330M,SMTDRRI6D28-470N,101M,ET24-453U-0.5A,SMTDR32-181K,EC24-470K,101L,101K,UPIB 0804,252010P,1018,SMTDRS 1255 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2D12,PK0406

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关于开关电源常见的故障及解决办法

开关电源作为一种电源转换设备在生活中随处可见，而一般人很少会知道它的基本常识和作用有哪些。开关电源是一种小型便携式电源转换设备，一般由外壳、开关、电源变压器和整流电路组成。可分为交流输出型和直流输出型，一般有插墙式和桌面式两种类型。当在开关电源的使用当中，久而久之出现一些故障也是在所难免的，本文将分享开关电源使用中常见故障和解决办法。

设计经验发布时间 : 2024-08-28

【应用】开关电源控制芯片DK1203用于家用电源适配器，采用高集成度CMOS电路设计，外围元件极少

电源适配器常用反激电路实现，东科DK1203副边反馈型反激式AC-DC离线开关电源控制芯片，采用高集成度的CMOS电路设计，内置高压功率管和自供电线路，具有外围元件极少，变压器设计简单等特点，适用于家用电源适配器。

应用方案发布时间 : 2023-03-16

【元件】铭普光磁推出推挽式隔离电源变压器TIH系列，采用环形绕线的结构，支持最大额定电流350mA

铭普光磁推出全新TIHA、TIHJ、TIHK系列隔离电源变压器，为各种高低压电源应用场景提供高效、安全的隔离电源解决方案。该系列变压器可应用于200~700kHz开关频率的推挽电路，具备-40℃~125℃的工作温度范围，支持最大额定电流350mA，且都满足RoHS标准。

新产品发布时间 : 2023-09-04

线性电源更改为开关电源需要注意的问题

开关电源的高频变压器485输出绕组需要选择安规骨架或者飞线（考虑安规4KV的隔离耐压），RS-485收发器的走线和高压走线应保持足够的爬电间距，推荐在7mm以上。开关电源的Y电容选择：在不影响EMC的前提下尽量减小（通常不超过1nF），降低输出漏电，系统漏电控制在0.7m-0.8mA以内。Y电容的型号选用Y5U的，参考型号为HCX80E2Y102。开关电源的初次级间距建议大于7mm，如果不够建议开槽处理。PCB layout建议单点接地，有利于降低系统噪声优化群脉冲能。

技术问答发布时间 : 2024-07-29