研扬 SBC-456/E 板卡

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研扬 SBC-456/E 板卡

控制器的主要目的是保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。开关电源有两种主要的工作方式:正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小,但是工作过程相差很大,在特定的应用场合下各有优点。

开关电源的拓扑指开关电源电路的构成形式。一般是根据输出地线与输入地线有无电气隔离,分为非隔离及隔离变换器。非隔离即输入端与输出端相通,没有隔离措施,常见的DC/DC变换器大多是这种类型。所谓隔离是指输入端与输出端在电路上不是直接联通的,使用隔离变压器通过电磁变换方式进行能量传递,输入端和输出端之间是完全电气隔离的。通常来说,为了保护使用者的人身安全,使用主要供电(市电)或输入电压高于安全电压(目前公认是36伏特)的开关电源必须是隔离式。

与传统的线性电源相比,开关电源的优势在于效率高(此处的效率可以简单的看作输入功率与输出功率之比),加之开关晶体管工作于开关状态,损耗较小,发热较低,不需要体积/重量非常大的散热器,因此体积较小、重量较轻。但开关电源工作时,由于频率较高,会对电网及周围设备造成干扰

现代的电路中,开关电源电路和线性电源电路在大多数情况下,是组合使用的——使用开关电源进行初步的变换,给纹波、精度要求不高的电路使用;同时,使用低压差线性电源电路(LDO)获取精密的、低纹波(噪声)的电压供诸如运算放大器(OP-AMP),模数转换器(A/D Converter)使用。

我们可以把稳压电源想象成为如下的一种情形:当你试图从一个直径较大的自来水管中取出连续不断的且较小的水流时,你可以采用两种策略:一种是使用一个转接阀门,并将阀门开启在较小位置,这就是线性电源的工作原理——(我们可以将阀门看作晶体管)线性电源的电压调整晶体管上承受着很大的“压力”(具体的表现是转换为热量的形式散耗);或者,你可以改进一下,让大水管的水流到一个比较大的“桶”里,小水管连接到这个桶上取水,接着,你需要做的就是断续的打开/关闭大水管上的阀门,保证桶内的水既不会完全没有,也不会因为太多而溢出——开关电源的基本原理就是如此。

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