隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產品,那么你一定不知道這些產品的一些組成,比如開關穩(wěn)壓電源。
開關穩(wěn)壓電源是指電壓轉換電源電路。主要組件是充當“開和關”功能的變壓器和晶體管。變壓器和晶體管在電路中串聯(lián)連接。直流電通過晶體管的“開和關”狀態(tài)。在電路上形成脈沖電壓。該脈沖電壓在變壓器的磁芯上形成瞬時變化的磁場,然后在相同磁場中的另一個線圈上感應出脈沖電壓。該脈沖電壓經過整流濾波后作為輸出。直流電壓導通,穩(wěn)壓部分從輸出電壓提供信號,以控制晶體管導通和截止的時間和幅度,達到穩(wěn)定的目的。
低功耗,高效率。在開關電源電路中,晶體管V被激勵信號激活,并且交替地在開-關和關-開的開關狀態(tài)下工作。轉換速度非??欤l率通常約為50kHz。在某些發(fā)達國家,可以做到數百或接近1000kHz。這使得開關晶體管V的功耗非常小,并且可以大大提高電源的效率,并且其效率可以達到80%。
“開關型穩(wěn)壓電源”與“串聯(lián)調整型穩(wěn)壓電源”相比,高效節(jié)能;適應市電變化能力強;輸出電壓可調范圍寬;一只開關管可方便地獲得多組電壓等級不同的電源;體積小,重量輕等諸多優(yōu)點,而被廣泛地得到采用。
體積小,重量輕。從開關穩(wěn)壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒有采用笨重的工頻變壓器。由于調整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因,所以開關穩(wěn)壓電源的體積小,重量輕。
寬電壓調節(jié)范圍。來自開關穩(wěn)定電源的輸出電壓通過激勵信號的占空比來調節(jié),并且輸入信號電壓的變化可以通過頻率調制或寬度調制來補償。這樣,當工頻電網電壓變化很大時,仍然可以使用它。確保相對穩(wěn)定的輸出電壓。因此,開關電源的穩(wěn)壓范圍非常寬,穩(wěn)壓效果非常好。另外,有兩種更改占空比的方法:脈沖寬度調制和頻率調制。這樣,開關穩(wěn)定電源不僅具有寬范圍的電壓穩(wěn)定的優(yōu)點,而且具有許多實現電壓穩(wěn)定的方法。設計人員可以根據實際應用的需求靈活選擇各種類型的開關穩(wěn)壓電源。
濾波效率大大提高,濾波電容器的容量和體積大大減小。目前,開關穩(wěn)壓電源的工作頻率基本為50kHz,是線性穩(wěn)壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率提高了近1000倍。使用半波整流和電容器濾波,效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下,采用開關穩(wěn)壓電源時,濾波電容的容量僅為線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/5001/1000。
開關電源的缺點是存在較大的開關干擾。在開關穩(wěn)壓電源中,功率調節(jié)開關晶體管正在工作,其產生的交流電壓和電流會通過電路中的其他組件,從而產生尖峰干擾和振動干擾。如果不采取某些措施,這些干擾可以被抑制,消除和屏蔽。 會嚴重影響整機的正常運行。另外,由于開關電源振蕩器未與工頻變壓器隔離,這些干擾將連接到工頻電網,從而對附近的其他電子儀器,設備和家用電器造成嚴重干擾。
目前,由于國內微電子技術,電阻容器生產技術和磁性材料技術與某些技術先進國家之間的差距,成本無法進一步降低,這也影響了可靠性的進一步提高。因此,在我國的電子儀器和機電一體化儀器中,開關電源尚未得到廣泛的推廣和使用。特別是對于不帶工頻變壓器的穩(wěn)定開關電源中的高壓電解電容器,高背壓大功率開關管和開關變壓器的磁芯材料,它們仍處于我國的研究開發(fā)階段。
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