认识开关电源基础共23页文档
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引言电源有如人类的心脏,是所有电设备的动力,但电源却不象心脏那样形式单一。
因为,标志电源特性的参数有电压、功率、频率、噪声及所带负载参数的变化等;在同一参数要求下,又有体积、重量、形态、功率、可靠性等指标。
人们可按此去“塑造”和完美电源,因此电源的形式是极多的。
在有些情况下,一般电力要经过转换才能符合使用的需要。
例如,交流转换成直流,高电压转换成低电压等。
这一过程有人形象地比喻为“粗电”炼成“精电”,“粗电”炼成“精电”才好使用。
按照电力电子地习惯称谓,AC-DC(理解为AC转换成DC,其中AC表示交流电,DC表示直流电)称为整流(包括整流及离线式交换),DC-AC成为逆变,AC-AC称为交流-交流变频(同时也变压),DC-DC称为直流-直流变换。
为达到转换目的,手段是多样的。
20世纪60年代前,研发了半导体器件,并以此器件为主实现这些变换。
电力电子学科从此形成并有了30年的迅速发展。
所以,广义地说,凡用半导体功率器件做开关,将一种电源形态转变为另一种形态的主电路都叫做开关变换器电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称开关稳压电源(简称开关电源)。
开关电源主要组成部分时DC-DC变换器,因为它是转换的核心,涉及频率变换。
目前DC-DC变换中所用的频率提高最快,它在提高频率中碰到的开关过程、损失机制,为提高效率而采用的方法,也可作为其它转换方法参考。
第一章开关电源的概述1.1 开关电源的发展史1955年美国的科学家罗耶(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。
此后,利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来,从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。
由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态,所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻,因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。
超详细!开关电源基础知识讲解一、前言:PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。
本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。
●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。
最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”)配图1:标准的线性电源设计图配图2:线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。
对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。
由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。
此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。
由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。