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一文看懂——什么是開關電源?相比線性電源有怎樣的優勢?

什么是開關電源?

開關電源,就是將市電整流得到的直流電壓,利用開關器件的導通和關斷,截成矩形波傳遞到輸出端去,輸出端反饋至輸入端進行分割調整(占空比),達到穩定輸出電壓的目的。

通俗的講就是將某一電壓轉換成適合用電設備或者元器件需求的特定電壓。 如車載開關電源是將車載的12V直流電壓轉換成5V或其它的電壓供設備使用。

常用的手機充電器(也是開關電源),電腦電源等都是開關電源

金升陽開關電源

開關電源分為哪幾類,分別是什么原理?

開關電源通常來講分為兩類:AC/DC, DC/DC

AC-DC開關電源:就是將工頻交流變成直流,再將直流變換成高頻交流,通過開關變壓器,反饋穩壓等操作變成你所需要的交流電壓,再通過整流,濾波,變換成直流的過程,而MOSFET在整個過程中通過其不斷的開與關,使高壓直流變換成高頻交流電的過程。

AC-DC開關電源

DC/DC開關電源:是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓,也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調制方式Ts不變,改變ton(通用),二是頻率調制方式,ton不變,改變Ts(易產生干擾)。其具體的電路由以下幾類: Buck電路 ,Boost電路,Buck-Boost電路,Cuk電路,還有Sepic、Zeta電路,這些都屬于非隔離型電路,隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。這里不分開來講。

DC-DC隔離開關電源

開關電源與變壓器的區別?

開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。

變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。

變壓器就是簡單的線圈,是用來改變電壓的,輸出交流, 如果需要直流, 需要加整流穩壓,即線性電源方案。 開關電源輸出的是直流, 其內部通常包括變壓,整流,穩壓等元件, 是一個集成的模塊。

工頻變壓器

高頻變壓器

開關電源是通過電子元器件的特性,對電源電壓(一般是交流220V 380V)進行整流,濾波,然后再把直流電壓變成高頻脈沖,用不同的占空比得到不同電壓,然后穩壓輸出,對電源要求不高小功率場合,變壓器相對開關電源簡單些成本低一些(現在趨勢呈不相上下),但對電源電壓穩定性要求高的場合,如果同樣要變壓器又要整流又要穩壓,這樣的成本要比同樣功效的開關電源高得多,而且變壓器對輸入電壓的寬度窄,輸入電壓的變化會引起輸出電壓跟隨變化,開關電源輸入電壓范圍寬,輸入電壓在額定范圍內變化對輸出電壓來講幾乎沒有影響。

開關電源重量更輕,適應電壓范圍更寬,電源利用效率更高,更環保,但是成本相對會高一點,絕大部分場合完全可以代換變壓器使用。

那為什么在開關電源里面,要先將工頻交流整流為直流,再通過開關器件控制輸出交流,最后再變換為直流呢?

轉化為高頻交流電的道理是高頻交流在變壓器電路中的效率要比市電50Hz或60Hz高。因此開關電源變壓器可以做到體積很小,在開關電源工作的時候不會很熱,產品價格比工頻直流穩壓電源低,如果不將50Hz或60Hz變為高頻電,那么開關電源就沒有意義了。

最后:開關電源高頻化是其發展的方向,高頻化使開關電源小型化,并使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在高新技術領域的應用,推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。

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