一、线性电源
线性电源的主电路如下:
通俗的说,可控硅是一个控制电压的器件,由于可控硅的导通角是可以用电路来控制的,固此随着输出电压Uo的大小变化,可控硅的导通角也随着变化。加在主变压器初级的电压Ui也随之变化。
也就是~220V市电经可控硅控制后只有一部分加在主变压器的初级。当输出电压Uo较高时,可控硅导通角较大,大部分市电电压被可控硅“放过来了”(如上图所示),因而加在变压器初级的电压,即Ui较高,这当然经整流滤波后输出电压也就比较高了。
而当输出电压Uo很低时,可控硅导通角很小,绝大部分市电电压被可控硅“卡断了”(如下图所示),只让很低的电压加在变压器初级,即Ui很低,这当然经整流滤波后输出电压也就很低了。
实际上在可控硅电源的输出端再串一只大功率三极管(实际是多只并联)就是线性电源,控制电路只要输出一个小电流到三极管的基极, 就能控制三极管的输出大电流,使得电源系统在可控硅电源的基础上又稳压一次,因而这种线性稳压电源的稳压性能要优于开关电源1-3个数量级。
二、开关电源
开关电源的主电路如下:
由电路可以看出,市电经整流滤波后变为311V高压,经K1~K4功率开关管有序工作后,变为脉冲信号加至高频变压器的初级,脉冲的高度始终为311V。当K1,K4开通时,311V高压电流经K1正向流入主变压器初级,经K4流出,在变压器初级形成一个正向脉冲,同理,当K2,K3开通时,311V高压电流经K3反向流入主变压器初级,经K2流出,在变压器初级形成一个反向脉冲。这样,在变压器次级就形成一系列正反向脉冲,经整流滤波后形成直流电压。当输出电压Uo较高时,脉冲宽度就宽,当输出电压Uo较低时,脉冲宽度就窄,因此开关管实际上是一个控制脉冲宽窄的装置。
目前制作开关电源所采用的各种PWM集成芯片,主要是从输出电压变化范围小,输出电流较为稳定的角度来设计的。
但所谓PWM芯片,是一种脉宽调制器,当输出电压较高,输出电流较大时,电源内部的开关管开通时间较长而关断时间较短:
而当输出功率较小时,脉冲宽度就较窄:
但这种脉冲宽度不是可以无限制的变窄的,脉冲宽度的变化范围,即调节范围仅是10%—90%。这一特点决定了这种PWM芯片,并不适用于一个从0电压起调的所谓连续可调的电源。例如一台500V5A的开关电源,当它输出达500V5A时,控制脉冲最宽,形如: