開關(guān)電源與火牛電源變壓器的區(qū)別電源是電能變換的裝置,表示電源特性的參數(shù)有功率、電壓、電流、頻率等;在同一參數(shù)要求下,又有重量、體積、效率和可靠性等指標(biāo)。我們用的電(稱為市電),一般都需經(jīng)過變換才能適合相關(guān)電子設(shè)備使用的需要,例如交流轉(zhuǎn)換成直流,高電壓變成低電壓,大功率變換為小功率等。按變換方式分:有AC/DC電源,即是交流轉(zhuǎn)換為直流;AC/AC電源,即為交流變交流,改變的是頻率或者電壓高低;DC/AC電源,即是直流轉(zhuǎn)換為交流,常稱為逆變器;DC/DC為直流變交流后再變?yōu)橹绷?。為了得到電子設(shè)備正常工作的所需電壓,電源變換的方法是多種多樣的。自20世紀(jì)60年代,人們研發(fā)出了二極管、三極管半導(dǎo)體器件后,就用半導(dǎo)體器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所以,凡是用半導(dǎo)體功率器件作開關(guān),將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的電路,叫做開關(guān)變換電路。在轉(zhuǎn)換時(shí),以自動(dòng)控制穩(wěn)定輸出并有各種保護(hù)環(huán)節(jié)的電路,稱為開關(guān)電源(Switching Power Supply)。當(dāng)今,開關(guān)電源被譽(yù)為高效節(jié)能電源,代表著今后電源的發(fā)展方向。 開關(guān)電源在變換過程中,用高頻變壓器進(jìn)行隔離,我們稱這類電源為離線式開關(guān)電源,日常生活中,如便攜手提電腦的充電器、PC機(jī)電腦電源、手機(jī)充電器等等就是離線式開關(guān)電源。 開關(guān)電源通常由五大部分組成,如圖1-1所示。 ![]() 第一部分是輸入電路,它包含有低通濾波和一次整流環(huán)節(jié)。220V交流電直接經(jīng)低通濾波和橋式整流后得到脈動(dòng)直流電壓Vi。 第二部分是功率變換,它是由電子開關(guān)和高頻變壓器來(lái)完成的,是把直流電壓變換成受到控制的、符合設(shè)計(jì)要求的高頻方波脈沖電壓。 第三部分是輸出電路,用于將高頻方波脈沖電壓經(jīng)整流濾波后變成直流電壓輸出。此電壓受控于輸入電壓的波動(dòng)和輸出負(fù)載大小的變化。 第四部分是控制電路,輸出電壓經(jīng)過分壓、采樣后與電路的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較、放大成為控制信號(hào),它改變調(diào)制脈沖寬窄或頻率高低,使輸出電壓保持穩(wěn)定。 第五部分是頻率振蕩發(fā)生器,它產(chǎn)生一種高頻波段信號(hào),該信號(hào)與控制信號(hào)疊加進(jìn)行脈寬調(diào)制,達(dá)到脈沖寬度可調(diào)。有了高頻振蕩才有電源變換,所以說開關(guān)電源的實(shí)質(zhì)是電源變換。 高頻電子開關(guān)是電能轉(zhuǎn)換的主要手段和方法。在一個(gè)電子開關(guān)周期內(nèi),電子開關(guān)的接通時(shí)間與一個(gè)電子開關(guān)周期所占時(shí)間之比,叫接通占空比(D). 斷開時(shí)間所占周期的比例稱為斷開占空比。開關(guān)周期等于開關(guān)頻率的倒數(shù)。例如,一個(gè)開關(guān)電源的工作變換頻率是50KHz,它的周期T=1/50*1000us=20us。很明顯,接通占空比D越大,變換器輸出電壓越高,表明電子開關(guān)接通的時(shí)間越長(zhǎng),負(fù)載感應(yīng)電壓越高,工作頻率也越高。這對(duì)于開關(guān)電源的高頻變壓器實(shí)現(xiàn)小型化有幫助,同時(shí),能量傳遞的速度也快。但是,開關(guān)電源中的開關(guān)功率管、高頻變壓器、集成控制電路以及輸入整流二極管由于工作頻率高,導(dǎo)致發(fā)熱量高、損耗大、效率低。對(duì)于不同的變換器形式,所選用的占空比大小是不一樣的。 開關(guān)電源與傳統(tǒng)火牛電源變壓器以及其他形式的電源比較起來(lái)具有較多的優(yōu)點(diǎn): 1. 節(jié)能。綠色電源是開關(guān)電源中用途最為廣泛的電源,它的效率一般可以達(dá)到85%,質(zhì)量好的可以達(dá)到95%甚至更高,而火牛電源變壓器的效率只有70%或者更低。美國(guó)一般家用電器和工業(yè)電器設(shè)備的單機(jī)能源效率大于92%。美國(guó)的“能源之星”對(duì)電子鎮(zhèn)流器、開關(guān)電源以及家用電器的效率都制定有很仔細(xì)的、非常嚴(yán)格的規(guī)章條款。比如現(xiàn)在執(zhí)行的加州能源CEC標(biāo)準(zhǔn)。 2. 開關(guān)電源體積小、重量輕。據(jù)統(tǒng)計(jì),100W的火牛電源變壓器的重量為1200g左右,體積達(dá)到350平方厘米,而100W的開關(guān)電源的重量只有250g,而且敞開式電源更輕,體積不到火牛電源變壓器的1/4。 3. 開關(guān)電源具有各種保護(hù)功能,不容易損壞。而其他的電源由于本身原因或使用不當(dāng),發(fā)生短路或短路的事故較多。 4. 改變輸出電流、電壓比較容易,且穩(wěn)定、可控。 5. 根據(jù)人們的要求,可設(shè)計(jì)出各種具有特殊功能的電源,如數(shù)字化電源、程序遙控電源等等,以滿足人們的需要。 |
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