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开关电源的工作原理及开展前景

编辑:安徽公牛开关电源有限龙8老虎   时间:2014/06/23   字号:
摘要:开关电源的工作原理及开展前景

   开关电源是相对线性电源说的,它是使用金宝博188官方网化电力电子技术,操纵开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。开关电源是输入端直接将交流电整流变成直流电,在高频震荡电路的作用下,用开关管操纵电流的通断,形成高频脉冲电流。在电感(高频变压器)的帮助下,输出稳定的低压直流电。
    开关电源中的调整管工作在截止区和饱和区。由于变压器的磁芯大小与他的工作频率的平方成反比,频率越高铁心越小。这样就能够大大减小变压器,使电源减轻重量和体积。并且由于它直接操纵直流,使这种电源的效率比线性电源高很多。这样就节省了能源,因此它很受到人们的青睐。
    但是开关电源也有它的缺点,就是电路纷乱,维修困苦,对电路的污染严峻。电源噪声大,不适合用于某些低噪声电路。
一、开关电源的工作原理
  开关电源是使用通过电路操纵开关管进行高速的道通与截止。将直流电转化为高频率的交流电提供应变压器进行变压,从而发生所需要的一组或多组电压。转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多。所以开关变压器能够做的很小,并且工作时不是很热。成本很低。如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意义。开关变压器就是一个一般的变压器。
简单地说,开关电源的工作原理是:
  1.交流电源输入经整流滤波成直流;
  2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号操纵开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;
  3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供应负载;
  4.输出局部通过肯定的电路反馈给操纵电路,操纵PWM占空比,以抵达稳定输出的目的。
  交流电源输入时一般要通过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰; 在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高; 开关变压器的次级能够有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出; 一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源。
  以上说的就是开关电源的大致工作原理。本来现在已经有了集成度非常高的专用芯片,能够使外围电路非常简单,甚至做到免调试。

二、开关电源技术的开展方向
  开关电源的开展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制作商都致力于同步开拓新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(MnZn)原料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。
  高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更普遍的应用领域,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、轻巧化。另外开关电源的开展与应用在节约能源、节约资源及保护情况方面都具有重要的意义。
  SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面安排元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必定对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率。
  模块化是开关电源开展的总体趋势,能够采纳模块化电源组成分布式电源系统,能够设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化其噪声也必将随着增大,而采纳局部谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但局部谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大批的工作,以使得该项技术得以有用化。
    电力电子技术的不断创新,使开关电源产业有着广大的开展前景。要加快我国开关电源产业的开展速度,就必须走技术创新之路,走出有瑞士幸运28特色的产学研联合开展之路,为我国百姓经济的高速开展做出贡献。

 

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