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                      一分鐘迅速了解開關電源

                      來源:   發布時間:2023-02-06   點擊量:480

                      現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子方向轉變。而在電力電子技術的應用及各種電源系統中,開關電源技術均處于核心地位。

                      從1955年美國羅耶(GH.Roger)發明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器,是實現高頻轉換控制電路的開端,到現今開關電源技術成為電子信息產業飛速發展中不可缺少的電源方式。

                      開關電源技術憑什么成為現代電力電子技術最核心地位?它的成功僅僅依靠是它偏小型化便于與電子設備安裝嗎?

                      什么是開關電源

                      開關電源是開關穩壓電源的簡稱,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。開關電源內部的功率開關管工作在高頻開關狀態,本身消耗的能量很低,電源效率可達75%~90%,比普通線性穩壓電源提高一倍。

                      開關電源和線性電源有什么區別?

                      簡單來說,線性電源的調壓可以看成調阻值,相當于通過調節滑動變阻器使電壓發生改變,而開關電源是通過調節開關的頻率使得電壓發生變化。同時,開關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,只是二者增長速率各異。

                      線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關電源。

                      因此,隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術不斷突破與創新,這一個成本問題,反而讓開關電源技術向低輸出電力端移動,為開關電源提供了廣泛的發展空間。

                      開關電源的工作原理

                      開關電源是利用現代電力技術,控制開關晶體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由脈沖寬度調制(PWM)控制(金氧半場效晶體管)構成。

                      開關電源是由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電路四大部分組成。開關電源,顧名思義,相當于這里有一扇門,一扇門讓電流通過,另一扇門讓電流停止通過。那么什么是門?

                      XED-15A12VWT內部結構圖

                      開關電源有的采用可控硅,有的采用開關管,這些都是依靠基極、(開關管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號來完成導通和截止,使得電子開關器不斷地‘接通’和‘關斷’,讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調制,從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換,以及輸出電壓可調和自動穩壓。

                      開關電源優點

                      電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切,而電子設備都離不開可靠的電源,進入80年代后計算機全面實現開關電源化,到90年代開關電源相繼進入各種電子、電器領域。

                      短短的十年之間,開關電源技術迅速占領電力電子設備的核心地位,難道這僅僅是因為開關電源體積小的?

                      其實從開關電源的原理圖可以了解到:它沒有采用笨重的工頻變壓器,同時因為調整管上的耗散功率大幅度降低,從而省去較大的散熱片。這使得開關電源的體積變小,重量輕。但是,開關電源最大優點是——功耗小,效率高。在開關電源電路中,晶體管在激勵信號的激勵下,它不斷重復‘導通’‘截至’的開關狀態,轉換速度極快,頻率在50HZ只有,使得電源效率大大的提高。

                      其實,開關電源穩壓范圍寬。從開關電源的輸出電壓是有激勵信號的占空比來調節的,輸入信號信號電壓的變化可以通過調頻或調寬來進行補償。這樣,在工頻電網電壓變化較大時,它仍能夠保證有較穩定的輸出電壓。

                      所以,開關電源技術的快速成為電力電子設備中一份子,不無無道理。

                      注意:

                      開關電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz,是線性穩壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍;即使采用半波整流后加電容濾波,效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下,采用開關電源時,濾波電容的容量只是線性穩壓電源中濾波電容的1/500~1/1000。

                      熱門標簽:開關電源
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