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什么是开关电源?和一般电源有什么区别
时间:2021-12-17 08:28:46 点击次数:422


什么叫开关电源?

如今电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地发展。现在,开关电源以小型、轻量和高功率的特征被广泛应用简直一切的电子设备,是当今电子信息产业飞速翻开不行短少的一种电源计划。

开关电源是运用现代电力电子技术,控制开关管注册和关断的时间比率,坚持安稳输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。

开关电源是相对线性电源说的,其输入端直接将交流电整流变成直流电,再在高频轰动电路的作用下,用开关管控制电流的通断,构成高频脉冲电流。在电感(高频变压器)的帮助下,输出安稳的低压直流电。

由于变压器的磁芯大小与开关电源作业频率的平方成反比,频率越高铁心越小。这样就可以大大减小变压器,使电源减轻重量和体积。并且由于它直接控制直流,使这种电源的功率比线性电源高许多。这样就节省了动力,因此它遭到人们的喜爱。但它也有缺点,就是电路杂乱,修理困难,对电路的污染严峻。电源噪声大,不适合用于某些低噪声电路。

开关电源的特征

开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。跟着跟着电力电子技术的翻开和立异,现在开关电源首要以小型、轻量和高功率的特征被广泛应用到简直一切的电子设备,其重要性可见一斑。

开关电源的分类

依据开关器件在电路中连接的计划,开关电源总的来说可分为串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。

其间,变压器式开关电源还可以进一步分红:推挽式、半桥式、全桥式等多种。依据变压器的鼓舞和输出电压的相位,又可以分红:正激式、反激式、单激式和双激式等多种。

开关电源和一般电源的差异

一般的电源一般是线性电源,线性电源,是指调整管作业在线性情况下的电源。而在开关电源中则不相同,开关管(在开关电源中,我们一般把调整管叫做开关管)是作业在开、关两种情况下的:开——电阻很小,关——电阻很大。

开关电源是一种比较新式的电源。它具有功率高,重量轻,可升、降压、输出功率大等利益。可是由于电路作业在开关情况,所以噪声比较大。

举例说明:降压型开关电源

我们来简略的说说降压型开关电源的作业原理:电路由开关(实践电路中为三极管或许场效应管),续流二极管、储能电感、滤波电容等构成。

当开关闭合时,电源通过开关、电感给负载供电,并将部分电能储存在电感以及电容中。由于电感的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻抵达电源电压值。

必定时间后,开关断开,由于电感的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将坚持电路中的电流不变,即从左往右持续流。这电流流过负载,从地线回来,流到续流二极管的正极,通过二极管,回来电感的左端,然后构成了一个回路。

通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。假如通过检测输出电压来控制开、关的时间,以坚持输出电压不变,这就完成了稳压的意图。

一般电源和开关电源相同的是都有电压调整管,运用反响原理来进行稳压的,不同的是开关电源运用开关管进行调整,一般电源一般运用三极管的线性放大区进行调整。比较而言,开关电源的能耗低,对交流电压适用范围要宽,输出直流的波纹系数要好,缺点是开关脉冲干扰。

一般半桥开关电源的首要作业原理就是上桥和下桥的开关管(频率高时开关管为VMOS)轮流导通,首要电流通过上桥开关管流入,运用电感线圈的存储功能,将电能集聚在线圈中,究竟关闭上桥开关管,翻开下桥的开关管,电感线圈和电容持续给外部供电。然后又关闭下桥开关管,再翻开上桥让电流进入,就这样重复进行,由于要轮流开关两开关管,所以称为开关电源。

而线性电源就不相同了,由于没有开关介入,使得上水管一直在放水,假如有多的,就会漏出来,这就是我们常常看到的某些线性电源的调整管发热量很大,用不完的电能,全部转化成了热能。从这个视点来看,线性电源的转化功率就十分低了,并且热量高的时分,元件的寿数势必要下降,影响究竟的运用作用。

首要差异:作业计划

线性电源的功率调整管总是作业在放大区,流过的电流是连续的。由于调整管上损耗较大的功率,所以需求较大功率调整管并装有体积很大的散热器,发热严峻,功率很低,一般在40%~60%(还得说是很好的线性电源)。

线性电源的作业计划,使从高压变低压必须有将压装置,一般的都是变压器,也有其他像KX电源,再通过整流输出直流电压。这样一来体积也就很大,比较粗笨,功率低、发热量也大;但也有利益:纹波小、调整率好、对外干扰小、适合用与模拟电路/各类放大器等。

开关电源它的功率器件作业在开关情况,在电压调整时能量是通过电感线圈来暂时储存,这样他的损耗就小,功率也就高,对散热的要求低,但它对变压器和贮能电感也有了更高的要求,要用低损耗高磁导率的材料来做。它的变压器就是一个字小。总功率在80%~98%,开关电源的功率高但体积小,可是和线性电源比他的纹波,电压电流调整率就有必定的折扣了。



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