开关电源设计概述

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描述

开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关电源不同于线性电源,开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换,这两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,因此比较节省能源,产生废热较少。理想上,开关电源本身是不会消耗电能的。电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。相反的,线性电源在产生输出电压的过程中,晶体管工作在放大区,本身也会消耗电能。开关电源的高转换效率是其一大优点,而且因为开关电源工作频率高,可以使用小尺寸、轻重量的变压器,因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小,重量也会比较轻。

 

若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时,开关电源比线性电源要好。不过开关电源比较复杂,内部晶体管会频繁切换,若切换电流尚未加以处理,可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备,而且若开关电源没有特别设计,其电源功率因数可能不高。
基本组成

开关电源大致由主威廉希尔官方网站 、控制威廉希尔官方网站 、检测威廉希尔官方网站 、辅助电源四大部分组成。

PWM

1、主威廉希尔官方网站

冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。 输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。 整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。 逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。 输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。

2、控制威廉希尔官方网站

一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试威廉希尔官方网站 提供的数据,经保护威廉希尔官方网站 鉴别,提供控制威廉希尔官方网站 对电源进行各种保护措施。

 

3、检测威廉希尔官方网站 提供保护威廉希尔官方网站 中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

       4、辅助电源实现电源的软件(远程)启动,为保护威廉希尔官方网站 和控制威廉希尔官方网站 (PWM等芯片)工作供电。

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