开关电源有些什么作用?
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开关电源的作用是什么?它的作用是通过不同的方式将单个电平的电压转换成用户所需的电流或电压。它是通过改变晶体管的全开和全关模式来实现的。这两种模式能耗低,时间短,可以节约大量能源,减少余热的产生。
开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源的工作原理,简单的说是将交流电先整流成直流电,再将直流逆变成交流电,再整流输出成所需要的直流电压。
①交流电源经整流滤波成直流;
②通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管进行高速的导通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给开关变压器进行变压;
③开关变压器次级感应出高频交流电压,经整流滤波变成直流电供给负载;
④输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。
开关电源的主要优点:体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高,重量轻,可升、降压,输出功率大等优点。但是由于电路工作在开关状态,所以噪声比较大。 通过下图,我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。如图所示,电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D,储能电感L,滤波电容C等构成。当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载供电,并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后,开关断开,由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D的正极,经过二极管D,返回电感L的左端,从而形成了一个回路。通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。在开关闭合期间,电感存储能量;在开关断开期间,电感释放能量,所以电感L叫做储能电感。二极管D在开关断开期间,负责给电感L提供电流通路,所以二极管D叫做续流二极管。
开关电源功能:
1. 主电路
交流电进入电源首先经过整流和滤波转变为高压直流电,再经过开关电路和高频开关变压器转为高频率低压脉冲,然后再经过整流和滤波电路,最后输出低电压的直流电源。
2. 控制和反馈回路
给开关器件输入给定开关信号,使开关器件的打开和关闭,从而达到能量传输的目的。并且根据采样和反馈回路采集输出,形成负反馈的闭环回路,达到使开关电源稳定输出的目的。
3. 保护电路
当开关电源工作异常时,可以限制电流或者关断电源等,以达到保护电源负载的目的。保护类型主要包括欠压电压保护、过电压保护以及过电 流保护和过热保护等。