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(diǎn)。

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(shí)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(yùn)行中的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)。

輔助電源用于實(shí)現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動，為電路的正常運(yùn)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(diǎn)，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(diǎn)，而且因?yàn)殚_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(diǎn)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(jì)，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(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

4、輔助電源

實(shí)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。