開關(guān)電源知識簡介
1.什么是開關(guān)電源我們身邊的電子設(shè)備常會用到開關(guān)電源,比如手機(jī)充電器、液晶顯示器、電視機(jī)、家用電腦、DVD影碟機(jī)、辦公電子設(shè)備等等,目前幾乎80%以上電子設(shè)備的供電變換裝置都屬于#/#2#/#。主要用于獲得一定功率的直流電壓(多數(shù)是3.3V,5V,9V,12V,24V),我們常看到辦公室電腦機(jī)箱里的開關(guān)電源(PC電源)外觀上多數(shù)是一個四方形的金屬盒,金屬盒上有很多散熱孔,可以看到里面的很多電子元件和電路板;我們?nèi)粘J褂玫氖痔犭娔X,旁邊有一個黑色的充電器,它也是開關(guān)電源,只不過它的外殼是塑膠的,一般稱為電源適配器。
開關(guān)電源,顧名思義就是通過開關(guān)動作,使連續(xù)的直流電變成間斷供電的脈沖,再通過儲能濾波元件,將不連續(xù)的脈沖電壓變成連續(xù)的直流電壓。下面介紹一下它的常識:
開關(guān)電源由以下幾個部分組成:
a.輸入濾波器:其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾,同時也阻止本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。
b.整流與濾波:將交流市電220V直接整流為較平滑的直流電,以供下一級變換。
c.逆變:將整流后的高壓直流電變?yōu)楦哳l率的交流電,這是高頻開關(guān)電源的核心部分。
d.輸出整流與濾波:根據(jù)電子設(shè)備的需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電壓.
e.除此之外,開關(guān)電源還有輔助電路,包括啟動、過流過壓保護(hù),輸出采樣、功能指示等電路。
2.常用開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)
開關(guān)電源的特性比較多,相對于低頻線性電源來說,主要有以下幾個方面:
a.工作效率高
在開關(guān)電源電路中,開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài),當(dāng)其截止時,沒有電流通過而不會消耗功率,故極大第提高了電源的效率。開關(guān)電源的效率可以達(dá)到80%~95%。
b.寬電壓工作范圍
開關(guān)電源適用的交流電源范圍很寬,當(dāng)輸入的交流電壓在85~265V之間變化時,均可正常穩(wěn)定地輸出設(shè)備所需要的直流電壓,輸出電壓的變化小于2%.因此,開關(guān)電源特別適用于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、波動較大的地區(qū)。
c.功率損耗小
由于開關(guān)電源工作頻率高,一般都在20KHz以上,因此濾波元件的數(shù)值大大減小,從而減小功耗,特別是開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài),不需要加很大面積的散熱片,目前空載功耗可以做到小于0.3W,甚至更小,美國加州就有能效要求,是CEC標(biāo)準(zhǔn);歐洲也有ERP/EUP能源轉(zhuǎn)換效率要求,目前要求達(dá)到能效V等級;澳洲的能效標(biāo)準(zhǔn)是MEPS。較小的功率消耗使機(jī)內(nèi)溫升較低,機(jī)內(nèi)電子元器件可以長期穩(wěn)定工作,因此采用開關(guān)電源,極大低提高了整機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。
d.體積小且重量輕
開關(guān)電源適配器使用的元器件雖多,但沒有使用體積大、比較重的線性電源變壓器,節(jié)省大量的漆包線和硅鋼片,故實際體積和重量比低頻線性電源適配器小得多,且輕得多。
e.安全可靠
無論哪一種類型的開關(guān)電源,其電路中都設(shè)置了各種保護(hù)電路(如過壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、過溫保護(hù)、欠壓保護(hù)、尖峰脈沖抑制電路等)。當(dāng)開關(guān)電源本身或者負(fù)載設(shè)備發(fā)生故障時,相關(guān)保護(hù)電路均會啟動工作,自動切斷輸出,且反應(yīng)靈敏、可靠。因而開關(guān)電源產(chǎn)品很安全,方便使用。