現(xiàn)在電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地提高。現(xiàn)在,開關(guān)電源以小型、輕量和高功率的特征被廣泛應(yīng)用幾乎一切的電子設(shè)備,是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速翻開不行缺少的一種電源方案。
開關(guān)電源是運用現(xiàn)代電力電子技術(shù),操控開關(guān)管注冊和關(guān)斷的時刻比率,堅持安穩(wěn)輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)操控IC和MOSFET構(gòu)成。
開關(guān)電源是相對線性電源說的,其輸入端直接將交流電整流變成直流電,再在高頻顫動電路的效果下,用開關(guān)管操控電流的通斷,構(gòu)成高頻脈沖電流。在電感(高頻變壓器)的幫助下,輸出安穩(wěn)的低壓直流電。
因為變壓器的磁芯大小與開關(guān)電源作業(yè)頻率的平方成反比,頻率越高鐵心越小。這樣就能夠大大減小變壓器,使電源減輕重量和體積。而且因為它直接操控直流,使這種電源的功率比線性電源高許多。這樣就節(jié)省了動力,因此它遭到人們的喜歡。但它也有缺陷,便是電路凌亂,修補(bǔ)困難,對電路的污染嚴(yán)峻。電源噪聲大,不適合用于某些低噪聲電路。
開關(guān)電源的特征
開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)操控IC和MOSFET構(gòu)成。跟著跟著電力電子技術(shù)的翻開和創(chuàng)新,現(xiàn)在開關(guān)電源首要以小型、輕量和高功率的特征被廣泛應(yīng)用到幾乎一切的電子設(shè)備,其重要性可見一斑。
開關(guān)電源的分類
依據(jù)開關(guān)器材在電路中連接的方案,開關(guān)電源總的來說可分為串聯(lián)式開關(guān)電源、并聯(lián)式開關(guān)電源、變壓器式開關(guān)電源等三大類。
其間,變壓器式開關(guān)電源還能夠進(jìn)一步分紅:推挽式、半橋式、全橋式等多種。依據(jù)變壓器的鼓舞和輸出電壓的相位,又能夠分紅:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種。
開關(guān)電源和一般電源的差異
一般的電源一般是線性電源,線性電源,是指調(diào)整管作業(yè)在線性狀況下的電源。而在開關(guān)電源中則不相同,開關(guān)管(在開關(guān)電源中,咱們一般把調(diào)整管叫做開關(guān)管)是作業(yè)在開、關(guān)兩種狀況下的:開——電阻很小,關(guān)——電阻很大。
開關(guān)電源是一種比較新式的電源。它具有功率高,重量輕,可升、降壓、輸出功率大等利益。但是因為電路作業(yè)在開關(guān)狀況,所以噪聲比較大。
舉例說明:降壓型開關(guān)電源
咱們來簡略的說說降壓型開關(guān)電源的作業(yè)原理:電路由開關(guān)(實踐電路中為三極管或許場效應(yīng)管),續(xù)流二極管、儲能電感、濾波電容等構(gòu)成。
當(dāng)開關(guān)閉合時,電源經(jīng)過開關(guān)、電感給負(fù)載供電,并將部分電能貯存在電感以及電容中。因為電感的自感,在開關(guān)接通后,電流增大得比較緩慢,即輸出不能立刻抵達(dá)電源電壓值。
必定時刻后,開關(guān)斷開,因為電感的自感效果(能夠比較形象的以為電感中的電流有慣性效果),將堅持電路中的電流不變,即從左往右繼續(xù)流。這電流流過負(fù)載,從地線回來,流到續(xù)流二極管的正極,經(jīng)過二極管,回來電感的左端,然后構(gòu)成了一個回路。
經(jīng)過操控開關(guān)閉合跟斷開的時刻(即PWM——脈沖寬度調(diào)制),就能夠操控輸出電壓。假如經(jīng)過檢測輸出電壓來操控開、關(guān)的時刻,以堅持輸出電壓不變,這就完成了穩(wěn)壓的目的。
一般電源和開關(guān)電源相同的是都有電壓調(diào)整管,運用反應(yīng)原理來進(jìn)行穩(wěn)壓的,不同的是開關(guān)電源運用開關(guān)管進(jìn)行調(diào)整,一般電源一般運用三極管的線性放大區(qū)進(jìn)行調(diào)整。比較而言,開關(guān)電源的能耗低,對交流電壓適用范圍要寬,輸出直流的波紋系數(shù)要好,缺陷是開關(guān)脈沖干擾。
一般半橋開關(guān)電源的首要作業(yè)原理便是上橋和下橋的開關(guān)管(頻率高時開關(guān)管為VMOS)輪流導(dǎo)通,首要電流經(jīng)過上橋開關(guān)管流入,運用電感線圈的存儲功用,將電能集聚在線圈中,終究關(guān)閉上橋開關(guān)管,翻開下橋的開關(guān)管,電感線圈和電容繼續(xù)給外部供電。然后又關(guān)閉下橋開關(guān)管,再翻開上橋讓電流進(jìn)入,就這樣重復(fù)進(jìn)行,因為要輪流開關(guān)兩開關(guān)管,所以稱為開關(guān)電源。
而線性電源就不相同了,因為沒有開關(guān)介入,使得上水管一直在放水,假如有多的,就會漏出來,這便是咱們常常看到的某些線性電源的調(diào)整管發(fā)熱量很大,用不完的電能,悉數(shù)轉(zhuǎn)化成了熱能。從這個角度來看,線性電源的轉(zhuǎn)化功率就非常低了,而且熱量高的時分,元件的壽數(shù)勢必要下降,影響終究的運用效果。
首要差異:作業(yè)方案
線性電源的功率調(diào)整管總是作業(yè)在放大區(qū),流過的電流是連續(xù)的。因為調(diào)整管上損耗較大的功率,所以需求較大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器,發(fā)熱嚴(yán)峻,功率很低,一般在40%~60%(還得說是很好的線性電源)。
線性電源的作業(yè)方案,使從高壓變低壓必須有將壓裝置,一般的都是變壓器,也有其他像KX電源,再經(jīng)過整流輸出直流電壓。這樣一來體積也就很大,比較粗笨,功率低、發(fā)熱量也大;但也有利益:紋波小、調(diào)整率好、對外干擾小、適合用與模仿電路/各類放大器等。
開關(guān)電源它的功率器材作業(yè)在開關(guān)狀況,在電壓調(diào)整時能量是經(jīng)過電感線圈來暫時貯存,這樣他的損耗就小,功率也就高,對散熱的要求低,但它對變壓器和貯能電感也有了更高的要求,要用低損耗高磁導(dǎo)率的資料來做。它的變壓器便是一個字小。總功率在80%~98%,開關(guān)電源的功率高但體積小,但是和線性電源比他的紋波,電壓電流調(diào)整率就有必定的折扣了。