开关电源概述word版

第2章开关电源的概述2.1 开关电源的定义开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。

开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。

线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。

另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。

SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代。

开关电源的三个条件：1、开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频3、直流：开关电源输出的是直流而不是交流2.2 开关电源的分类人们的开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。

开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC 变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。

以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。

2.2.1 DC/DC变换DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。

开关电源资料完整版电源开关设计的基本概念⼯作在开关两种状态下的电路，就叫开关电路。

利⽤开关电路设计的电源，叫开关电源。

驱动电路：不同的电路对驱动电路要求不同有的驱动电路是⼀个PWM控制器，⽐如步进电机的驱动有的驱动电路是⼀个电压放⼤器，例如功放中的前置放⼤器有的驱动电路是⼀个电流放⼤器，例如⾳箱的驱动电路就是⼀个⾳频率功率放⼤器电源开关的使⽤较为复杂，甚⾄让⼤多数电⼦产品设计⼈员都感到困惑，特别是对那些⾮电源管理专家⽽⾔。

在各种各样的应⽤中，例如：便携式电⼦产品、消费类电⼦产品、⼯业或电信系统等，⼴⼤设计⼈员正越来越多地使⽤电源开关。

这些电源开关的使⽤⽅式多种多样，包括控制、排序、电路保护、配电甚⾄是系统电源开启管理等。

当然，每⼀种⽤法都需要有不同特性的电源开关解决⽅案。

本⽂针对在不同应⽤中设计⼈员使⽤电源开关时需要考虑的重要规范和概念进⾏了总结，并介绍了⼀些可能的解决⽅案，旨在帮助设计⼈员选择⼀种最佳⽅案。

很明显，在选择电源开关前我们应该问⾃⼰的第⼀个问题就是：我们想要⽤这个开关来做什么？虽然这是⼀个简单的问题，但答案却能帮助我们定义完美的产品。

使⽤电源开关的⽅式有数种，最为常见的是：1控制、配电和排序(即开启/关闭电源轨来启⽤某个⼦系统或者为多个负载配电)2短路保护或者过电流/过电压保护(USB电流限制、传感器保护、电源轨短路保护)3管理接通浪涌电流(即电容充电时)4选择电源(即多路复⽤或ORing)或者负载分配。

开关电源定义及应⽤开关电源就是⽤通过电路控制开关管进⾏⾼速的导通与截⽌．将直流电**为⾼频率的交流电提供给变压器进⾏变压，从⽽产⽣所需要的⼀组或多组电压的电源。

开关电源由以下⼏个部分组成：⼀、主电路从交流电⽹输⼊、直流输出的全过程，包括：1、输⼊滤波器：其作⽤是将电⽹存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产⽣的杂波反馈到公共电⽹。

2、整流与滤波：将电⽹交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下⼀级变换。

开关电源概要电源的作用我们为了得到电能，使用发电厂输送的商用电源。

然而，这种交流电压不能使OA、FA等电子机器部件内部使用的IC和电子部件动作，反而会因高电压致使它们破损。

为了使这些IC、电子部件动作，必需提供稳定的直流电源。

使商用电源从交流电压转换为稳定的直流电压的装置被称作「电源」或「直流稳压电源」。

直流稳压电源的分类如果从控制方式来大致区分直流稳压电源，则可分为以下2类。

一般来说，被称作电源的是指「开关方式」和「线性方式」的电源。

目前以开关方式为主流。

开关方式电源开关电源是指：输入商用电源，利用半导体的高速开关作用将它转换成高频电能，从而得到所需的直流电。

它的特长是小型、重量轻、高效率，几乎作为所有电子机器的电源被广泛使用。

优点高功率小型、重量轻能扩大输入电压范围缺点产生噪声1次侧冲击电流大开关电源的选择方法选择的基础选择开关电源时的要点如下。

开关电源用语说明991 环境温度一般规定为距离开关电源机身50mm 以内。

环境温度一般规定为距离开关电源机身50mm 以内。

输入电压所示为可满足各规格标准项目的输入电压及其频率范围。

交流输入时，输入电压表现为有效值。

输入电压AC100V/200V 的切换方式为通过短路片将输入电压切换端子短路的场合为AC100V 输入，将其开放的场合为AC200V 输入。

对象机种：S82V 、S82K （90W 、100W ）、 S82J （300W 、600W ）1. AC100V/200V 切换型在交货时设定为AC200V 输入，因此使用时请先仔细确认输入电压切换端子。

如果弄错电压，则无论AC200V 还是AC100V 都可能导致本体的故障。

100V 的场合200V 的场合输入电流标准的开关电源对交流输入进行直接整流。

此时，整流方式基本上为电容器输入型，无效的电流流过平滑电容器。

因此，输入电流取决于输出功率、输入电压、功率因数和效率。

输入电源 = 输出电压输入电压×功率因数×效率开关电源一般功率因数为0.4～0.6左右。

开关电源工作原理超详细解析第1页：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。

1第 1 章概论开关电源打破了传统线性电源的稳压模式，调整管工作于开关状态，通过控制调整管（也称开关管）的开关时间来实现稳压。

开关电源的优点是体积小、重量轻、功耗小、稳压范围宽，效率可高达 80％～ 90％。

由于开关管功率损耗小，散热器也随之减小。

此外，开关工作频率在几十 kHz 甚至几百kHz ，滤波电感、电容元件可用较小的容量，允许的环境温度也可以大大提高，所以被广泛地应用在各种电子产品中。

本章主要介绍开关电源的基本构成、分类及工作原理，让读者对开关电源有一个初步的了解与认识。

1-1稳压电源的比较电子设备离不开电源，电源供给电子设备所需要的能量。

电源的性能、质量直接影响着电子设备的安全可靠运行，故此，电子设备电源质量的要求也越来越高。

现有的电源主要有两大类：串联线性稳压电源（简称线性电源）和开关稳压电源（简称开关电源）。

这两类电源各具特色而被广泛应用。

1.1.1线性电源的结构与特点线性电源的组成框图如图 1-1 所示。

图1-1直流稳压电路原理框图及输出波形线性电源通常都是由电网所提供的交流电，经过变压、整流、滤波和稳压等环节而得到，各部分电路的作用如下：电源变压器——是将 220V 电网电压变换为整流电路所需要的交流电压值，少部分电路采用电容降压，比如遥控电风扇电路。

整流电路——是将交流电压变换为脉动直流电压。

常用的整流电路有半波、全波和桥式整流电路。

滤波电路——是将脉动直流电压变换成较为平滑的直流电压。

线性电源中常用的滤波电路有电感滤波、电容滤波和阻容滤波，最常用是电容滤波。

稳压电路——是将直流电源的输出电压稳定，基本不受电网电压或负载的影响。

线性电源中常用的稳压电路有二极管稳压、串联稳压；其中，串联稳压有现成的集成电路，比如，固定电压输出的集成电路有LM78XX ， LM79XX 等，可调电压输出的集成电路有LM317 和 LM337 等。

2如图 1-2所示为包含了市电降压、整流、滤波和稳压共4个功能模块的线性稳压电源。

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。

开关电源说明书范文一、产品概述开关电源是一种将交流电转换为直流电的装置，广泛应用于各种电子设备中。

本产品为小型开关电源，具有体积小、效率高、稳定性好等特点，适用于家庭、办公室和工业领域等使用。

二、产品特点1.高效能：采用高效率的开关电源方案，能够将电能转换为有效功率，避免能量的浪费。

2.稳定性好：配备专业的电压稳定控制装置，能够保证输出电压的稳定性，避免因电压波动而对设备造成影响。

3.短路保护：当输出短路时，开关电源会自动断开输出，避免因短路而损坏设备。

4.过载保护：当负载超过额定功率时，开关电源会自动断开输出，避免因过载而损坏设备。

三、产品规格1.输入电压：AC100-240V，适用于全球范围内的电源标准。

2.输出电压：DC5V，具体输出电压可根据需要进行调整。

3.输出电流：最大输出电流为2A，具体输出电流可根据需要进行调整。

4.工作温度：0-40℃，在此温度范围内工作可保证电源的稳定性和耐久性。

5.外壳材料：采用阻燃塑料外壳，具有良好的防火性能。

四、使用方法1.将开关电源插头插入电源插座中，确保电源稳定。

2.连接需要供电的设备，将开关电源的输出端插入设备的电源接口。

3.打开开关电源，此时指示灯会亮起，表示电源开启。

4.使用过程中，如有短路或过载情况，开关电源会自动断开输出，此时应检查设备是否正常。

5.使用完毕后，应先关闭开关电源，再将插头拔出电源插座。

五、注意事项1.在使用过程中，应避免潮湿、高温和强烈的振动环境，以免影响开关电源的性能和寿命。

2.请勿将开关电源放置在易燃、易爆材料附近，以免发生火灾或爆炸事故。

4.请勿将开关电源接入超过额定电压的电源中，以免损坏开关电源和供电设备。

5.请勿将开关电源长时间处于高功率负载下工作，以免因过载而损坏设备。

六、包装清单1.开关电源主机x12.电源线x13.使用说明书x1七、售后服务1.本产品提供一年质保期，以自购买日起计算。