開關(guān)電源的工作原理是什么?有何特點(diǎn)和選型事項(xiàng)
今天,小編將在這篇文章中為大家?guī)?lái)開關(guān)電源的有關(guān)報(bào)道,通過(guò)閱讀這篇文章,大家可以對(duì)它具備清晰的認(rèn)識(shí),主要內(nèi)容如下。
一、開關(guān)電源的工作原理
開關(guān)電源的工作過(guò)程相當(dāng)容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài),在這兩種狀態(tài)中,加在功率晶體管上的伏安乘積是很小的(在導(dǎo)通時(shí),電壓低,電流大;關(guān)斷時(shí),電壓高,電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。
與線性電源相比,PWM開關(guān)電源更為有效的工作過(guò)程是通過(guò)“斬波”,即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來(lái)調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過(guò)變壓器來(lái)升高或降低。通過(guò)增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過(guò)整流濾波后就得到直流輸出電壓。
控制器的主要目的是保持輸出電壓穩(wěn)定,其工作過(guò)程與線性形式的控制器很類似。也就是說(shuō)控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器,可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于,誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅(qū)動(dòng)功率管之前要經(jīng)過(guò)一個(gè)電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。
開關(guān)電源有兩種主要的工作方式:正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小,但是工作過(guò)程相差很大,在特定的應(yīng)用場(chǎng)合下各有優(yōu)點(diǎn)。
二、開關(guān)電源特點(diǎn)和選型事項(xiàng)
開關(guān)電源的工作特點(diǎn):
1、體積小、重量輕:由于沒有工頻變壓器,所以體積和重量只有線性電源的20~30%。
2、功耗小、效率高:功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài),所以晶體管上的功耗小,轉(zhuǎn) 化效率高,一般為60~70%,而線性電電源只有30~40%。
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高:維修方便,電流紋波率可以很容易的做到比較低。
開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是可以快速、方便地控制電源的開關(guān),而且可以有效地節(jié)省電能。缺點(diǎn)是開關(guān)電源的使用壽命較短,而且容易受到外界環(huán)境的影響,如潮濕、溫度等。
開關(guān)電源的選型事項(xiàng):
1) 選擇合適的輸入電壓規(guī)格;
2) 選擇正確的電源:為了延長(zhǎng)電源的使用壽命,可以選擇額定輸出功率增加30%的型號(hào)。
3) 考慮負(fù)載特性:如果負(fù)載是電機(jī)、燈泡或電容性負(fù)載,當(dāng)通電時(shí)電流較大時(shí),應(yīng)選擇合適的電源以避免過(guò)載。如果負(fù)載是電機(jī),停機(jī)時(shí)應(yīng)考慮電壓回填。
4) 需要考慮電源的工作環(huán)境溫度,以及是否有額外的輔助散熱設(shè)備,在環(huán)境溫度過(guò)高的電源中需要降低輸出。環(huán)溫度對(duì)輸出功率的降額曲線。
5) 根據(jù)應(yīng)用需求選擇每個(gè)功能
6) 選擇所需的安全法規(guī)和電磁兼容性(EMC)認(rèn)證。
開關(guān)電源的應(yīng)用范圍很廣泛,可以用于家用電器、電腦、電子設(shè)備、汽車電子系統(tǒng)等。
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