開關(guān)電源工作原理

開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導(dǎo)通時(shí)，電壓低，電流大；關(guān)斷時(shí)，電壓高，電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。開關(guān)電源伯特圖脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。原邊截止時(shí)，副邊導(dǎo)通，能量釋放到負(fù)載的工作狀態(tài)，一般常規(guī)反激式電源單管多正激式指在變壓器原邊導(dǎo)通同時(shí)副邊感應(yīng)出對(duì)應(yīng)電壓輸出到負(fù)載，能量通過變壓器直接傳遞。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓?？刂破鞯闹饕康氖潜３州敵鲭妷悍€(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動(dòng)功率管之前要經(jīng)過一個(gè)電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。開關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應(yīng)用場(chǎng)合下各有優(yōu)點(diǎn)。

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開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

電源設(shè)計(jì)中即使是普通的直流到直流開關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)都會(huì)出現(xiàn)一系列問題，開關(guān)電源，尤其在高功率電源設(shè)計(jì)中更是如此。除功能性考慮以外，工程師必須保證設(shè)計(jì)的魯棒性，以符合成本目標(biāo)要求以及熱性能和空間限制，當(dāng)然同時(shí)還要保證設(shè)計(jì)的進(jìn)度。像生活中使用的咖啡機(jī)，跑步機(jī)，電視劇等等家電都是使用安全的船型開關(guān)，即使在家中使用安全又耐用不會(huì)有事故發(fā)生等情況，是一個(gè)防水防電型的家庭開關(guān)。另外，出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮，電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低。不過，電源的電磁干擾水平卻是設(shè)計(jì)中難預(yù)計(jì)的項(xiàng)目。有些人甚至認(rèn)為這簡(jiǎn)直是不可能的，設(shè)計(jì)人員能做的就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮，尤其在布局時(shí)。

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開關(guān)電源變壓器的分類

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開關(guān)電源變壓器分單激式開關(guān)電源變壓器和雙激式開關(guān)電源變壓器，兩種開關(guān)電源變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)并不是一樣的。因此直流開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。單激式開關(guān)電源變壓器的輸入電壓是單極性脈沖，而其還分正反激電壓輸出；而雙激式開關(guān)電源變壓器的輸入電壓是雙極性脈沖，一般是雙極性脈沖電壓輸出。

開關(guān)電源變壓器特性參數(shù)

電壓比:指變壓器的初級(jí)電壓與次級(jí)電壓的比值.

直流電阻:即銅阻.

效率:即輸出功率/輸入功率*100[%]

絕緣電阻:變壓器各繞組之間及對(duì)鐵心之間的絕緣能力.

抗電強(qiáng)度:變壓器在1秒或1分鐘之內(nèi)能承受規(guī)定電壓的程度.

開關(guān)電源的工作原理不同

在典型的開關(guān)電源中，交流輸入轉(zhuǎn)換為高壓直流，每秒開關(guān)數(shù)萬次。所采用的高頻允許使用更輕巧的變壓器和更小的電容器。8：插件面盡量讓散熱器高度略高于較高的電解電容和磁性元件，并使pcb插件面朝下，貼片面朝上的方式擺放時(shí)保持平衡，這樣有利于在生產(chǎn)中保護(hù)磁芯不被碰裂，電解電容不被擠扁，并有利于調(diào)試和維修焊接。一個(gè)特殊的電路精準(zhǔn)地控制輸出電壓的時(shí)間。這些電源不需要線性穩(wěn)壓器，因此幾乎不浪費(fèi)電能：它們的效率通常可達(dá)80%~90%，因此釋放的熱量要少得多。

然而，開關(guān)電源比線性電源復(fù)雜得多，因此設(shè)計(jì)起來比較困難。此外，它對(duì)元件的要求更高，要求高壓功率晶體管能夠地高速開關(guān)。

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