開關(guān)電源的工作原理是什么

開關(guān)電源主要是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，通過控制電子開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷的時間比率，來維持輸出電壓的穩(wěn)定。一般由PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制IC和MOSFET構(gòu)成，具有體積小、重量輕，功率小、效率高的特點。

開關(guān)電源的工作原理是什么

開關(guān)電源的工作原理不同于線性電源，線性電源是讓功率晶體管工作于線性模式下，而開關(guān)電源是讓功率晶體管工作于導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)下，換言之，是通過“斬波”，即把輸入直流電壓的幅值斬成與輸入電壓幅值相等的脈沖電壓來實現(xiàn)的。開關(guān)電源的這種工作原理使得加于功率晶體管上的伏安乘積很小(導(dǎo)通狀態(tài)下，電壓低，電流大;關(guān)斷狀態(tài)下，電壓高，電流小)，即功率晶體管上產(chǎn)生的損耗很小。

開關(guān)電源有正激式變換和升壓式變換兩種工作方式，電路差別雖小，但工作過程差別很大，適用于不同場合不同要求之下。

開關(guān)電源結(jié)構(gòu)

開關(guān)電源主要由主電路、控制電路、檢測電路和輔助電源四大部分構(gòu)成。各部分的作用如下：

主電路又可分為沖擊電流限幅部分、輸入濾波部分、整流與濾波部分、逆變部分、輸出整流與濾波部分。其中，沖擊電流限幅部分負(fù)責(zé)限制電源接通瞬間輸入側(cè)的沖擊電流;輸入濾波器部分負(fù)責(zé)過濾雜波;整流與濾波部分負(fù)責(zé)將電網(wǎng)交流電源整流為直流電;逆變部分負(fù)責(zé)將整流形成的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流電;輸出整流與濾波部分負(fù)責(zé)提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

控制部分負(fù)責(zé)控制逆變器使輸出穩(wěn)定，并為電路提供各種保護(hù)措施。

檢測電路負(fù)責(zé)提供運行中的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)。

輔助電源用于實現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動，為電路的正常運行供電。

簡介

開關(guān)電源不同于線性電源，開關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉(zhuǎn)換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開關(guān)電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是通過調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時間來達(dá)到。相反的，線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會消耗電能。開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點，而且因為開關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關(guān)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(guān)電源比線性電源要好。不過開關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開關(guān)電源沒有特別設(shè)計，其電源功率因數(shù)可能不高。

基本組成

開關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、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，提供控制電路對電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。

3、檢測電路

提供保護(hù)電路中正在運行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

4、輔助電源

實現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動，為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。