你需要了解的開關電源知識都在這里
2017-5-8 9:12:53??????點擊:
開關電源的定義
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。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新。目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
開關電源的電路組成
從交流電網輸入、直流輸出的全過程,包括:
1、輸入濾波器:其作用是將電網存在的雜波過濾,同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。
2、整流與濾波:將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電,以供下一級變換。
開關電源的電路圖詳細解析和開關電源的特點和應用
3、逆變:將整流后的直流電變為高頻交流電,這是高頻開關電源的核心部分,頻率越高,體積、重量與輸出功率之比越小。
4、輸出整流與濾波:根據負載需要,提供穩定可靠的直流電源。
二、控制電路
一方面從輸出端取樣,經與設定標準進行比較,然后去控制逆變器,改變其頻率或脈寬,達到輸出穩定,另一方面,根據測試電路提供的資料,經保護電路鑒別,提供控制電路對整機進行各種保護措施。
三、檢測電路
除了提供保護電路中正在運行中各種參數外,還提供各種顯示儀表資料。
四、輔助電源
提供所有單一電路的不同要求電源。
開關控制穩壓原理
開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開關K接通時,輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL,在整個開關接通期間,電源E向負載提供能量;當開關K斷開時,輸入電源E便中斷了能量的提供。可見,輸入電源向負載提供能量是斷續的,為使負載能得到連續的能量提供,開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置,在開關接通時將一部份能量儲存起來,在開關斷開時,向負載釋放。
開關電源可以通過高頻開關模式很好的解決這一問題。對于高頻開關電源而言,AC輸入電壓可以在進入變壓器之前升壓(升壓前一般是50-60 KHz)。隨著輸入電壓的升高,變壓器以及電容等元器件的個頭就不用像線性電源那么的大。這種高頻開關電源正是我們的個人PC以及像VCR錄像機這樣的設備所需要的。需要說明的是,我們經常所說的“開關電源”其實是“高頻開關電源”的縮寫形式,和電源本身的關閉和開啟式沒有任何關系的。
事實上,終端用戶的PC的電源采用的是一種更為優化的方案:閉回路系統(closed loop system)——負責控制開關管的電路,從電源的輸出獲得反饋信號,然后根據PC的功耗來增加或者降低某一周期內的電壓的頻率以便能夠適應電源的變壓器(這個方法稱作PWM,Pulse Width ModulaTIon,脈沖寬度調制)。所以說,開關電源可以根據與之相連的耗電設備的功耗的大小來自我調整,從而可以讓變壓器以及其他的元器件帶走更少量的能量,而且降低發熱量。
寫在最后的話-關于線性電源
盡管說線性電源非常適合為低功耗設備供電,比如說無繩電話、PlayStaTIon/Wii/Xbox等游戲主機等等,但是對于高功耗設備而言,線性電源將會力不從心。
對于線性電源而言,其內部電容以及變壓器的大小和AC市電的頻率成反比:也即說如果輸入市電的頻率越低時,線性電源就需要越大的電容和變壓器,反之亦然。由于當前一直采用的是60Hz(有些國家是50Hz)頻率的AC市電,這是一個相對較低的頻率,所以其變壓器以及電容的個頭往往都相對比較大。此外,AC市電的浪涌越大,線性電源的變壓器的個頭就越大。
由此可見,對于個人PC領域而言,制造一臺線性電源將會是一件瘋狂的舉動,因為它的體積將會非常大、重量也會非常的重。所以說個人PC用戶并不適合用線性電源。
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。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新。目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
開關電源的電路組成
開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。

從交流電網輸入、直流輸出的全過程,包括:
1、輸入濾波器:其作用是將電網存在的雜波過濾,同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。
2、整流與濾波:將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電,以供下一級變換。
開關電源的電路圖詳細解析和開關電源的特點和應用
3、逆變:將整流后的直流電變為高頻交流電,這是高頻開關電源的核心部分,頻率越高,體積、重量與輸出功率之比越小。
4、輸出整流與濾波:根據負載需要,提供穩定可靠的直流電源。
二、控制電路
一方面從輸出端取樣,經與設定標準進行比較,然后去控制逆變器,改變其頻率或脈寬,達到輸出穩定,另一方面,根據測試電路提供的資料,經保護電路鑒別,提供控制電路對整機進行各種保護措施。
三、檢測電路
除了提供保護電路中正在運行中各種參數外,還提供各種顯示儀表資料。
四、輔助電源
提供所有單一電路的不同要求電源。
開關控制穩壓原理
開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開關K接通時,輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL,在整個開關接通期間,電源E向負載提供能量;當開關K斷開時,輸入電源E便中斷了能量的提供。可見,輸入電源向負載提供能量是斷續的,為使負載能得到連續的能量提供,開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置,在開關接通時將一部份能量儲存起來,在開關斷開時,向負載釋放。
開關電源可以通過高頻開關模式很好的解決這一問題。對于高頻開關電源而言,AC輸入電壓可以在進入變壓器之前升壓(升壓前一般是50-60 KHz)。隨著輸入電壓的升高,變壓器以及電容等元器件的個頭就不用像線性電源那么的大。這種高頻開關電源正是我們的個人PC以及像VCR錄像機這樣的設備所需要的。需要說明的是,我們經常所說的“開關電源”其實是“高頻開關電源”的縮寫形式,和電源本身的關閉和開啟式沒有任何關系的。
事實上,終端用戶的PC的電源采用的是一種更為優化的方案:閉回路系統(closed loop system)——負責控制開關管的電路,從電源的輸出獲得反饋信號,然后根據PC的功耗來增加或者降低某一周期內的電壓的頻率以便能夠適應電源的變壓器(這個方法稱作PWM,Pulse Width ModulaTIon,脈沖寬度調制)。所以說,開關電源可以根據與之相連的耗電設備的功耗的大小來自我調整,從而可以讓變壓器以及其他的元器件帶走更少量的能量,而且降低發熱量。
寫在最后的話-關于線性電源
盡管說線性電源非常適合為低功耗設備供電,比如說無繩電話、PlayStaTIon/Wii/Xbox等游戲主機等等,但是對于高功耗設備而言,線性電源將會力不從心。
對于線性電源而言,其內部電容以及變壓器的大小和AC市電的頻率成反比:也即說如果輸入市電的頻率越低時,線性電源就需要越大的電容和變壓器,反之亦然。由于當前一直采用的是60Hz(有些國家是50Hz)頻率的AC市電,這是一個相對較低的頻率,所以其變壓器以及電容的個頭往往都相對比較大。此外,AC市電的浪涌越大,線性電源的變壓器的個頭就越大。
由此可見,對于個人PC領域而言,制造一臺線性電源將會是一件瘋狂的舉動,因為它的體積將會非常大、重量也會非常的重。所以說個人PC用戶并不適合用線性電源。
反觀線性電源,它的設計理念就是功率至上,即便負載電路并不需要很大電流。這樣做的后果就是所有元件即便非必要的時候也工作在滿負荷下,結果產生高很多的熱量。

線性電源波形圖
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