開(kāi)關(guān)電源是電源中的一種類(lèi)別，采用開(kāi)關(guān)電源可以有效節(jié)省能源。為增進(jìn)大家對(duì)開(kāi)關(guān)電源的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)開(kāi)關(guān)電源，以及開(kāi)關(guān)電源的組成、開(kāi)關(guān)電源的原理予以介紹。如果你對(duì)開(kāi)關(guān)電源具有興趣，不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

一、開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源不同于線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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)電源的前身是線(xiàn)性穩(wěn)壓電源。在開(kāi)關(guān)電源出現(xiàn)之前，許多控制設(shè)備的工作電源都采用線(xiàn)性穩(wěn)壓電源。由于計(jì)算機(jī)等電子裝置的集成度不斷增加，功能越來(lái)越強(qiáng)，他們的體積卻越來(lái)越小，因此迫切需要體積小、重量輕、效率高、性能好的新型電源，這就成了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。

新型電力電子器件的發(fā)展給開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。在 20 世紀(jì) 60 年代末，巨型晶體管(GTR)的出現(xiàn)，使得采用高工作頻率的開(kāi)關(guān)電源得以問(wèn)世，那時(shí)確定的開(kāi)關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)一直沿用至今。后來(lái)隨著電力 MOSFET 的應(yīng)用，開(kāi)關(guān)電源的頻率進(jìn)一步提高，使得電源體積更小，重量更輕，功率密度進(jìn)一步提高。在 20 世紀(jì) 80 年代，IGBT 的出現(xiàn)讓僅適用于小功率場(chǎng)合的開(kāi)關(guān)電源在中大功率直流電源也得以發(fā)揮。在 20 世紀(jì) 80 年代后 20 年為了解決因開(kāi)關(guān)頻率提高而引發(fā)的電磁干擾問(wèn)題，出現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)開(kāi)關(guān)電路。隨后在 20 世紀(jì) 90 年代，為了提高開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)，出現(xiàn)了功率因數(shù)校正技術(shù)(PFC)。

目前除了對(duì)直流輸出電壓的紋波要求極高的場(chǎng)合外，開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)全面取代了線(xiàn)性穩(wěn)壓電源，主要用于小功率場(chǎng)合。例如：計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、各種電子儀器的電源。在許多中等容量范圍內(nèi)，開(kāi)關(guān)電源逐步取代了相控電源，例如：通信電源領(lǐng)域、電焊機(jī)、電鍍裝置等的電源。

二、開(kāi)關(guān)電源組成

開(kāi)關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、輔助電源四大部分組成。

1、主電路

沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。 輸入濾波器：其作用是過(guò)濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。 整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。 逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開(kāi)關(guān)電源的核心部分。 輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

2、控制電路

一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。

3、檢測(cè)電路提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

4、輔助電源實(shí)現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動(dòng)，為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。

三、開(kāi)關(guān)電源的基本原理

簡(jiǎn)單地說(shuō),開(kāi)關(guān)電源的工作原理是:

1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;

2.通過(guò)高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管,將那個(gè)直流加到開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)上;

3.開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;

4.輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。

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