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當前位置: 首頁 > 新聞頻道 > 行業趨勢 > 開關電源的優勢、組成和未來的發展趨勢
開關電源的優勢、組成和未來的發展趨勢
來源:中國數控機床網   發表時間:2019-1-19 19:40:00  瀏覽次數:
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導讀: 開關電源不同于線性電源,開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區)及全閉模式(截止區)之間切換,這兩個模式都有低耗散的特點,切換之間的轉換會有較高的耗散,但時間很短。

開關模式電源又稱交換式電源、開關變換器,是一種高頻化電能轉換裝置,是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓,透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。

開關電源的優勢

開關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備,例如個人電腦,而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。

開關電源不同于線性電源,開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區)及全閉模式(截止區)之間切換,這兩個模式都有低耗散的特點,切換之間的轉換會有較高的耗散,但時間很短,因此比較節省能源,產生廢熱較少。理想上,開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的,線性電源在產生輸出電壓的過程中,晶體管工作在放大區,本身也會消耗電能。

開關電源的高轉換效率是其一大優點,而且因為開關電源工作頻率高,可以使用小尺寸、輕重量的變壓器,因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小,重量也會比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點時,開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜,內部晶體管會頻繁切換,若切換電流尚加以處理,可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備,而且若開關電源沒有特別設計,其電源功率因數可能不高。

開關電源的組成部分

開關電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。

1、主電路

沖擊電流限幅:限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。

輸入濾波器:其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。

整流與濾波:將電網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為高頻交流電,這是高頻開關電源的核心部分。

輸出整流與濾波:根據負載需要,提供穩定可靠的直流電源。

2、控制電路

一方面從輸出端取樣,與設定值進行比較,然后去控制逆變器,改變其脈寬或脈頻,使輸出穩定,另一方面,根據測試電路提供的數據,經保護電路鑒別,提供控制電路對電源進行各種保護措施。

3、檢測電路

提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。

4、輔助電源

實現電源的軟件(遠程)啟動,為保護電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。

目前工程師在開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件,邊開發開關變頻技術,兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類。

開關電源正在走向大眾化,微型化。開關電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應用,低功率微型開關電源的應用要首先體現在,數顯表、智能電表、手機充電器等方面,F階段國家在大力推廣智能電網建設,對電能表的要求大幅提高,開關電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應用。

 
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