什么叫開關電源?
如今(jin)隨著電(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)子技術的(de)開(kai)放(fang)和(he)發展(zhan)創(chuang)新,使(shi)得開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源技術也(ye)在不(bu)斷地發展(zhan)。現在,開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)源以(yi)小型、輕量(liang)和(he)高功率(lv)的(de)特征被廣泛應用幾乎一切(qie)的(de)電(dian)(dian)(dian)子設備(bei),是(shi)當今(jin)電(dian)(dian)(dian)子信息產(chan)業飛速(su)打開(kai)不(bu)行缺(que)少(shao)的(de)一種(zhong)電(dian)(dian)(dian)源方案(an)。
開(kai)關電(dian)源(yuan)(yuan)是運用現(xian)代電(dian)力電(dian)子(zi)技術,操控開(kai)關管(guan)注冊(ce)和(he)關斷的(de)時刻比率,保持安穩輸出(chu)電(dian)壓的(de)一種電(dian)源(yuan)(yuan),開(kai)關電(dian)源(yuan)(yuan)一般由脈沖寬度調制(zhi)(PWM)操控IC和(he)MOSFET構成。
開關電(dian)源(yuan)是(shi)相對線性電(dian)源(yuan)說的(de)(de),其輸入端直(zhi)接將交流(liu)(liu)電(dian)整流(liu)(liu)變成直(zhi)流(liu)(liu)電(dian),再(zai)在(zai)高頻(pin)(pin)(pin)震動(dong)電(dian)路的(de)(de)效果下,用開關管操(cao)控(kong)電(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)通斷(duan),構成高頻(pin)(pin)(pin)脈沖電(dian)流(liu)(liu)。在(zai)電(dian)感(gan)(高頻(pin)(pin)(pin)變壓器)的(de)(de)幫助(zhu)下,輸出安穩的(de)(de)低壓直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)。
因(yin)為(wei)變(bian)壓器的(de)磁(ci)芯大小(xiao)與開關電(dian)(dian)源作業頻(pin)率(lv)的(de)平(ping)方成(cheng)反比,頻(pin)率(lv)越高(gao)鐵(tie)心越小(xiao)。這樣(yang)就(jiu)能夠大大減小(xiao)變(bian)壓器,使電(dian)(dian)源減輕重量(liang)和體積。而(er)且因(yin)為(wei)它(ta)(ta)直(zhi)接操控直(zhi)流,使這種電(dian)(dian)源的(de)功率(lv)比線性電(dian)(dian)源高(gao)許(xu)多。這樣(yang)就(jiu)節省(sheng)了動力,因(yin)此它(ta)(ta)遭到人們的(de)喜愛。但它(ta)(ta)也有缺點,便是電(dian)(dian)路凌亂(luan),修理(li)困難(nan),對電(dian)(dian)路的(de)污染(ran)嚴峻。電(dian)(dian)源噪聲大,不適合(he)用于某(mou)些(xie)低噪聲電(dian)(dian)路。
開關電源的特征
開(kai)關電(dian)源(yuan)(yuan)一(yi)般由(you)脈沖寬度(du)調制(PWM)操控IC和(he)MOSFET構成。跟著(zhu)跟著(zhu)電(dian)力電(dian)子技術的打(da)開(kai)和(he)立(li)異,現在開(kai)關電(dian)源(yuan)(yuan)首(shou)要以小型、輕量(liang)和(he)高功率的特(te)征被廣泛應用到幾(ji)乎一(yi)切的電(dian)子設備,其重(zhong)要性可見(jian)一(yi)斑(ban)。
開關電源的分類
根(gen)據開(kai)(kai)關器材在電路(lu)中(zhong)連接(jie)的(de)方案,開(kai)(kai)關電源(yuan)總的(de)來說可分為串聯式(shi)開(kai)(kai)關電源(yuan)、并聯式(shi)開(kai)(kai)關電源(yuan)、變壓器式(shi)開(kai)(kai)關電源(yuan)等三大類。
其(qi)間,變壓(ya)器式(shi)開(kai)關電源還(huan)能夠進一步分紅:推挽式(shi)、半橋式(shi)、全橋式(shi)等多種。根據變壓(ya)器的鼓(gu)舞和輸出電壓(ya)的相位,又(you)能夠分紅:正激式(shi)、反激式(shi)、單激式(shi)和雙激式(shi)等多種。
開關(guan)電(dian)(dian)源和一般電(dian)(dian)源的差異(yi)
一(yi)般(ban)的電源(yuan)一(yi)般(ban)是線性電源(yuan),線性電源(yuan),是指(zhi)調(diao)整管作(zuo)業在(zai)線性狀況(kuang)(kuang)下(xia)的電源(yuan)。而在(zai)開(kai)關(guan)(guan)(guan)電源(yuan)中(zhong)則不相同,開(kai)關(guan)(guan)(guan)管(在(zai)開(kai)關(guan)(guan)(guan)電源(yuan)中(zhong),咱們一(yi)般(ban)把調(diao)整管叫做開(kai)關(guan)(guan)(guan)管)是作(zuo)業在(zai)開(kai)、關(guan)(guan)(guan)兩種狀況(kuang)(kuang)下(xia)的:開(kai)——電阻很小,關(guan)(guan)(guan)——電阻很大。
開關(guan)電源(yuan)是(shi)一種比較新式的電源(yuan)。它(ta)具有功(gong)率高,重(zhong)量輕,可升、降壓、輸出功(gong)率大等(deng)利(li)益。但(dan)是(shi)因(yin)為電路作業(ye)在開關(guan)狀(zhuang)況,所以噪聲比較大。
舉(ju)例說明:降壓型開(kai)關(guan)電(dian)源
咱們來簡(jian)略的說說降壓(ya)型開(kai)關電(dian)源(yuan)的作業原理:電(dian)路由(you)開(kai)關(實際(ji)電(dian)路中(zhong)為三(san)極管或許場效應管),續(xu)流二極管、儲(chu)能電(dian)感、濾波電(dian)容等(deng)構成(cheng)。
當開(kai)關閉(bi)合時,電(dian)(dian)源經過開(kai)關、電(dian)(dian)感給(gei)負(fu)載供電(dian)(dian),并將部分電(dian)(dian)能儲存在電(dian)(dian)感以及電(dian)(dian)容中。因為電(dian)(dian)感的自(zi)感,在開(kai)關接通后,電(dian)(dian)流(liu)增大得(de)比較緩(huan)慢,即輸出不(bu)能馬上到達電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓值。
必定時刻后,開關(guan)斷開,因為(wei)電(dian)感的(de)自感效果(guo)(guo)(能(neng)夠比較形象的(de)認(ren)為(wei)電(dian)感中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)有慣性效果(guo)(guo)),將堅持電(dian)路中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)(liu)(liu)不(bu)變,即從左往(wang)右(you)繼(ji)續流(liu)(liu)(liu)。這(zhe)電(dian)流(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)過負載,從地線回(hui)(hui)來,流(liu)(liu)(liu)到續流(liu)(liu)(liu)二(er)極管的(de)正極,經過二(er)極管,回(hui)(hui)來電(dian)感的(de)左端,然后構(gou)成了一個(ge)回(hui)(hui)路。
經過(guo)操(cao)控(kong)開關閉合跟斷開的時(shi)刻(即PWM——脈沖寬度調制),就能夠操(cao)控(kong)輸出電(dian)壓(ya)。假如經過(guo)檢測輸出電(dian)壓(ya)來(lai)操(cao)控(kong)開、關的時(shi)刻,以(yi)堅持輸出電(dian)壓(ya)不變,這就完(wan)成了穩壓(ya)的目的。
一般電(dian)(dian)源和開(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源相(xiang)同的是都(dou)有電(dian)(dian)壓調(diao)整管(guan)(guan),運(yun)用(yong)反響(xiang)原理來(lai)進行(xing)穩壓的,不(bu)同的是開(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源運(yun)用(yong)開(kai)(kai)關(guan)管(guan)(guan)進行(xing)調(diao)整,一般電(dian)(dian)源一般運(yun)用(yong)三(san)極管(guan)(guan)的線性放(fang)大區進行(xing)調(diao)整。比較而言,開(kai)(kai)關(guan)電(dian)(dian)源的能耗低,對交流(liu)電(dian)(dian)壓適用(yong)范圍要寬(kuan),輸出直流(liu)的波(bo)紋系數要好,缺點是開(kai)(kai)關(guan)脈沖煩擾。
一(yi)般半橋(qiao)(qiao)(qiao)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)電(dian)源的(de)首(shou)要作業原理便是上(shang)(shang)(shang)橋(qiao)(qiao)(qiao)和(he)下(xia)橋(qiao)(qiao)(qiao)的(de)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(頻率高時開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)為(wei)VMOS)輪(lun)番(fan)導(dao)通,首(shou)要電(dian)流經過上(shang)(shang)(shang)橋(qiao)(qiao)(qiao)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)流入,運用電(dian)感線圈(quan)的(de)存(cun)儲功(gong)能,將電(dian)能集聚在(zai)線圈(quan)中(zhong),畢竟關(guan)(guan)閉上(shang)(shang)(shang)橋(qiao)(qiao)(qiao)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan),翻開(kai)(kai)(kai)下(xia)橋(qiao)(qiao)(qiao)的(de)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan),電(dian)感線圈(quan)和(he)電(dian)容繼續給外(wai)部供電(dian)。然后又關(guan)(guan)閉下(xia)橋(qiao)(qiao)(qiao)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan),再翻開(kai)(kai)(kai)上(shang)(shang)(shang)橋(qiao)(qiao)(qiao)讓電(dian)流進入,就這樣重(zhong)復進行(xing),因為(wei)要輪(lun)番(fan)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)兩開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan),所(suo)以稱(cheng)為(wei)開(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)電(dian)源。
而線性(xing)電源(yuan)就(jiu)(jiu)不(bu)相同了(le),因為沒有(you)開(kai)關(guan)介入,使得上水管一直在(zai)放水,假如有(you)多的(de)(de),就(jiu)(jiu)會(hui)漏出來(lai),這(zhe)便是咱們(men)常(chang)(chang)常(chang)(chang)看到的(de)(de)某些(xie)線性(xing)電源(yuan)的(de)(de)調整管發熱量很大,用不(bu)完的(de)(de)電能,全部轉(zhuan)化成了(le)熱能。從這(zhe)個視點(dian)來(lai)看,線性(xing)電源(yuan)的(de)(de)轉(zhuan)化功(gong)率就(jiu)(jiu)非常(chang)(chang)低了(le),而且熱量高的(de)(de)時分(fen),元件的(de)(de)壽數勢必(bi)要(yao)下降,影響畢竟的(de)(de)運用效果。
首要差異:作業方案
線性(xing)電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)功率調(diao)整管總是(shi)作(zuo)業在(zai)放大(da)(da)區(qu),流過的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流是(shi)接連(lian)的(de)(de)(de)。因為(wei)調(diao)整管上(shang)損耗較大(da)(da)的(de)(de)(de)功率,所以需求較大(da)(da)功率調(diao)整管并裝有體(ti)積很大(da)(da)的(de)(de)(de)散(san)熱器,發熱嚴峻,功率很低,一般在(zai)40%~60%(還(huan)得說是(shi)很好的(de)(de)(de)線性(xing)電(dian)(dian)源)。
線性(xing)電(dian)(dian)源(yuan)的作(zuo)業方案,使從高壓變低壓必(bi)須有(you)將(jiang)壓裝(zhuang)置,一般的都是變壓器,也有(you)其(qi)他像KX電(dian)(dian)源(yuan),再經過整流(liu)輸出直流(liu)電(dian)(dian)壓。這樣(yang)一來體積也就很大,比(bi)較粗笨(ben),功率低、發熱量也大;但(dan)也有(you)利益:紋波小(xiao)、調整率好、對外煩擾小(xiao)、適合(he)用(yong)與(yu)模(mo)擬電(dian)(dian)路/各類放大器等。
開(kai)關(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源它的(de)(de)功率(lv)器(qi)材作業在(zai)開(kai)關(guan)(guan)狀(zhuang)況,在(zai)電(dian)(dian)(dian)壓調整時能量(liang)是經過電(dian)(dian)(dian)感線(xian)圈來(lai)暫時儲存,這樣他的(de)(de)損耗(hao)就(jiu)小,功率(lv)也就(jiu)高(gao),對散熱的(de)(de)要求低(di),但它對變(bian)壓器(qi)和貯能電(dian)(dian)(dian)感也有了(le)**的(de)(de)要求,要用低(di)損耗(hao)高(gao)磁導率(lv)的(de)(de)材料來(lai)做。它的(de)(de)變(bian)壓器(qi)便是一個字小。總功率(lv)在(zai)80%~98%,開(kai)關(guan)(guan)電(dian)(dian)(dian)源的(de)(de)功率(lv)高(gao)但體積小,但是和線(xian)性電(dian)(dian)(dian)源比(bi)他的(de)(de)紋波,電(dian)(dian)(dian)壓電(dian)(dian)(dian)流(liu)調整率(lv)就(jiu)有必定(ding)的(de)(de)折扣(kou)了(le)。