几种有趣的电路设计(阻容降压,防过压,LLC,PFC,正激和反激电路...)

发布时间: 2025-01-08 14:03:07
来源: 电子工程师笔记

电源隔离和不隔离

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隔离是通过变压器将电压和电流转换为磁通变化,然后磁通的变化在次级线圈产生电压和电流。在理想变压器的 情况下,隔离的负载端可以产生更大的电流,但电压比较安全,且能耗小。若是通过非隔离情况下,若负载元件断路,那么人体就仿佛是一个大电阻,人很可能接触到高电压。

阻容降压

参考:https://www.bilibili.com/video/BV1hU4y1N7VF/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=00bd76f9d6dc090461cddd9f0deb2d51

LDO(Linear & low-dropout (LDO) regulators)

参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/576130728

低压降-稳压器,更精确的控制电压。有些芯片对2-3v的电压变化不敏感。但对于电子元件中经常用到3.3v的情况,这样很明显不行,所以有了更精确的的电压控制

一个简单的电路

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改善后电路

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缺点:负载电流一定很小;弱电和强电部分未隔离

小灯使用的尴尬

亮着比熄灭更省电?

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防过压

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LLC和CLLC

LLC来源是内部电路是两个电感L和一个电容C串联得到。真实的名字叫谐振转换电路,英文是Resonant Converters

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参考:

https://www.bilibili.com/video/BV1Lg41187Wb/?spm_id_from=pageDriver&vd_source=00bd76f9d6dc090461cddd9f0deb2d51

宽电压输出

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PFC电路

参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/355338517

PFC( Power Factor Correction),电源因数矫正电路

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HFS

Hybrid-flyback 混合反击架构,相比于反激电路更大的功率输出

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参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/553228638

正激和反激电路

参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/370298338,https://www.cnblogs.com/kevinnote/p/10824202.html

都得到一个直流输出

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正激式开关电源:当开关管接通时,输出变压器充当介质直接耦合磁场能量,电能与磁能相互转化,使输入输出同时进行。

反击式开关电源:当开关管导通时,变压器原边电感电流上升,由于反激电路输出线圈同名端相反,因此输出二极管截止,变压器储存能量,负载由输出电容进行能量供应;当开关管截止时,变压器原边电感感应电压反向,此时输出二极管导通,变压器的能量通过二极管向负载供电,同时对电容充电。

正激式的缺点:防止变压器初级线圈产生的反电动势把开关管击穿,需要增加反电动势绕组次级多加1个电感进行储能滤波,成本较高,正激式开关电源变压器的体积要比反激式开关电源变压器的体积大。

反激的变压器可以看作一个带变压功能的电感,是一个buck-boost电路。

正激电路 forward converter

首先,这个电路相当于一个直流降压。初级线圈内电流不能突变,但电压是突变的。而次级线圈是通过磁通链ψ的变化导致的电流变化。由于线圈匝数不同而导致的磁通链的不同。

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需要注意的是二极管和次级线圈的耦合方向。开关接通时次级线圈耦合的电路导通,断开时次级线圈的电路断开。需要注意的是,初级线圈和次级线圈可能是同心缠绕的,只是每个线圈之间使用了绝缘材料分割。

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上图中开关断开时,一次线圈

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重要的磁复位,电磁饱和

参考:https://editor.csdn.net/md/?articleId=129724855,

磁饱和危害:https://www.elecfans.com/yuanqijian/bianyaqi/20180228641064.html

因为在磁饱和后如果再增加电流,磁感应强度H依然不会改变。这时的初级线圈中的磁感L明显减少,电流迅速增加,可能导致变压器烧毁。

反激电路flyback converter

下图中是一个经典的反激电路原理图,主要是后面二极管的方向和二次侧的电极方向相反,同名端方向相同和不同都没什么关系。但在实际中,平常都使用相同同心绕制而且绕制方向相反。

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