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交流開(kāi)關(guān)電源是什么？有什么用？

時(shí)間：2023-03-10 09:50:01

關(guān)鍵字：交流開(kāi)關(guān) 電源

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[導(dǎo)讀]開(kāi)關(guān)模式電源(Switch Mode Power Supply，簡(jiǎn)稱(chēng)SMPS)，又稱(chēng)交換式電源、開(kāi)關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過(guò)不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。

開(kāi)關(guān)模式電源(Switch Mode Power Supply，簡(jiǎn)稱(chēng)SMPS)，又稱(chēng)交換式電源、開(kāi)關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過(guò)不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開(kāi)關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個(gè)人電腦，而開(kāi)關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。

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)壓是透過(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)電源是做什么用的，日常生活中，人們每天都在和開(kāi)關(guān)打交道，幾乎每天都會(huì)觸摸到不同物件的開(kāi)關(guān)，比如說(shuō)電燈的開(kāi)關(guān)、手機(jī)的開(kāi)關(guān)，或者電視的開(kāi)關(guān)，而其實(shí)這些物件的開(kāi)關(guān)無(wú)非就是開(kāi)關(guān)電源。小編今天要向大家介紹的開(kāi)關(guān)電源有什么用途。隨著社會(huì)的電氣化轉(zhuǎn)變，開(kāi)關(guān)電源的使用越來(lái)越廣泛，那么開(kāi)關(guān)電源是做什么用的?它又有什么特點(diǎn)呢?小編今天就來(lái)為大家詳細(xì)的介紹一下。

開(kāi)關(guān)電源是做什么用的，LED開(kāi)關(guān)電源是有電路來(lái)控制開(kāi)關(guān)管而進(jìn)行高速的道通和截止。是將直流電轉(zhuǎn)化成高頻交流電來(lái)給變換器進(jìn)行變壓，使其產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓，開(kāi)關(guān)電源是做什么用的，轉(zhuǎn)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(kāi)關(guān)電源變壓器可以做到體積很小，在開(kāi)關(guān)電源工作的時(shí)候不會(huì)很熱，產(chǎn)品價(jià)格比工頻直流穩(wěn)壓電源低，開(kāi)關(guān)電源是做什么用的，如果不將50Hz或60Hz變?yōu)楦哳l電，那么開(kāi)關(guān)電源就沒(méi)有任何意義。開(kāi)關(guān)電源大體可以分為隔離和不隔離這兩種，是隔離型的一定有開(kāi)關(guān)電源變換器，而不隔離的未必一定有開(kāi)關(guān)電源變換器。開(kāi)關(guān)電源是做什么用的，開(kāi)關(guān)電源與傳統(tǒng)直流電源相比具有體積小、重量輕、和效率高等優(yōu)點(diǎn)。

開(kāi)關(guān)電源有什么用途，開(kāi)關(guān)電源廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備，視聽(tīng)產(chǎn)品，安防監(jiān)控，LED燈袋，電腦機(jī)箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類(lèi)等領(lǐng)域。

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子方向轉(zhuǎn)變。而在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。

從1955年美國(guó)羅耶(GH.Roger)發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開(kāi)端，到現(xiàn)今開(kāi)關(guān)電源技術(shù)成為電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展中不可缺少的電源方式。

開(kāi)關(guān)電源技術(shù)憑什么成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)最核心地位?它的成功僅僅依靠是它偏小型化便于與電子設(shè)備安裝嗎?

二、什么是開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的簡(jiǎn)稱(chēng)，一般指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC(交流電)-DC(直流電)交換器。開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，本身消耗的能量很低，電源效率可達(dá)75%～90%，比普通線性穩(wěn)壓電源提高一倍。

1、開(kāi)關(guān)電源的工作原理

開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源開(kāi)關(guān)電源由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制(金氧半場(chǎng)效晶體管)構(gòu)成。

開(kāi)關(guān)電源是由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、輔助電路四大部分組成。開(kāi)關(guān)電源，顧名思義，相當(dāng)于這里有一扇門(mén)，一扇門(mén)讓電流通過(guò)，另一扇門(mén)讓電流停止通過(guò)。那么什么是門(mén)?

開(kāi)關(guān)電源有的采用可控硅，有的采用開(kāi)關(guān)管，這些都是依靠基極、(開(kāi)關(guān)管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號(hào)來(lái)完成導(dǎo)通和截止，使得電子開(kāi)關(guān)器不斷地‘接通’和‘關(guān)斷’，讓電子開(kāi)關(guān)器件對(duì)輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。

三、開(kāi)關(guān)電源和線性電源的區(qū)別

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，線性電源的調(diào)壓可以看成調(diào)阻值，相當(dāng)于通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓發(fā)生改變，而開(kāi)關(guān)電源是通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的頻率使得電壓發(fā)生變化。同時(shí)，開(kāi)關(guān)電源與線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，只是二者增長(zhǎng)速率各異。

1、線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源。

因此，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)不斷突破與創(chuàng)新，這一個(gè)成本問(wèn)題，反而讓開(kāi)關(guān)電源技術(shù)向低輸出電力端移動(dòng)，為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。

2、電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，進(jìn)入80年代后計(jì)算機(jī)全面實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源化，到90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器領(lǐng)域。

短短的十年之間，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速占領(lǐng)電力電子設(shè)備的核心地位，難道這僅僅是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源體積小的?

3、其實(shí)從開(kāi)關(guān)電源的原理圖可以了解到：它沒(méi)有采用笨重的工頻變壓器，同時(shí)因?yàn)檎{(diào)整管上的耗散功率大幅度降低，從而省去較大的散熱片。這使得開(kāi)關(guān)電源的體積變小，重量輕。但是，開(kāi)關(guān)電源最大優(yōu)點(diǎn)是——功耗小，效率高。在開(kāi)關(guān)電源電路中，晶體管在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下，它不斷重復(fù)‘導(dǎo)通’‘截至’的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度極快，頻率在50HZ只有，使得電源效率大大的提高。

4、開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓范圍寬。從開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓是有激勵(lì)信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)的，輸入信號(hào)信號(hào)電壓的變化可以通過(guò)調(diào)頻或調(diào)寬來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。

所以，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的快速成為電力電子設(shè)備中一份子，不無(wú)無(wú)道理。