開(kāi)關(guān)電源的概念

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?lái)開(kāi)關(guān)電源的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

開(kāi)關(guān)電源不同于線性電源，開(kāi)關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開(kāi)模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換，這兩個(gè)模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會(huì)有較高的耗散，但時(shí)間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開(kāi)關(guān)電源本身是不會(huì)消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是通過(guò)調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時(shí)間來(lái)達(dá)到。相反的，線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過(guò)程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會(huì)消耗電能。開(kāi)關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而且因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開(kāi)關(guān)電源也會(huì)比線性電源的尺寸要小，重量也會(huì)比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點(diǎn)時(shí)，開(kāi)關(guān)電源比線性電源要好。不過(guò)開(kāi)關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會(huì)頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會(huì)產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開(kāi)關(guān)電源沒(méi)有特別設(shè)計(jì)，其電源功率因數(shù)可能不高。

開(kāi)關(guān)電源的工作頻率通常是幾十kHz到幾百kHz之間。這個(gè)頻率范圍被廣泛使用，其中的選擇主要取決于應(yīng)用需求、成本、效率和器件技術(shù)等因素。

高頻率：使用高頻率有助于減小開(kāi)關(guān)電路中的電感元件和濾波電容的尺寸，從而降低整個(gè)開(kāi)關(guān)電源的體積和重量。

低頻率：較低的頻率可以減小開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲，并且對(duì)于一些對(duì)電磁干擾敏感的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，低頻率對(duì)電磁兼容性更有利。

在實(shí)際應(yīng)用中，選取開(kāi)關(guān)電源的工作頻率要綜合考慮多個(gè)因素，如輸出功率要求、效率、EMI(電磁干擾)要求、成本和設(shè)計(jì)可行性等。不同的應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)?？赡苡胁煌男枨蠛涂紤]。

開(kāi)關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、輔助電源四大部分組成。

1、主電路

沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。

輸入濾波器：其作用是過(guò)濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。

整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。

逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開(kāi)關(guān)電源的核心部分。

輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

2、控制電路

一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。

3、檢測(cè)電路

提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

4、輔助電源

實(shí)現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動(dòng)，為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。

開(kāi)關(guān)電源工作原理：開(kāi)關(guān)電源的工作原理是通過(guò)快速開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)元件(通常是晶體管或MOSFET)來(lái)控制電流流向，從而實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換。這種開(kāi)關(guān)操作以高頻率進(jìn)行，允許使用較小的電感和電容來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)定性和效率。

開(kāi)關(guān)電源整流與濾波：開(kāi)關(guān)電源一般包含整流電路，用于將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。然后，通過(guò)濾波電路去除直流中的脈動(dòng)，使輸出電壓更加穩(wěn)定。濾波通常包括電感和電容，它們協(xié)同工作以平滑輸出電壓。

開(kāi)關(guān)電源PWM調(diào)制：脈寬調(diào)制(PWM)是開(kāi)關(guān)電源中常用的控制技術(shù)。通過(guò)調(diào)整開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間，可以調(diào)整輸出電壓。PWM調(diào)制使得電源能夠迅速響應(yīng)負(fù)載變化，并保持穩(wěn)定的輸出電壓。

開(kāi)關(guān)電源保護(hù)和調(diào)節(jié)：開(kāi)關(guān)電源通常配備各種保護(hù)功能，例如過(guò)載保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)和短路保護(hù)，以確保電源和連接設(shè)備的安全。此外，一些開(kāi)關(guān)電源還具有調(diào)節(jié)功能，可以在不同的負(fù)載條件下自動(dòng)調(diào)整輸出電壓和電流。

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