开关电源一定要用变压器吗?
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开关电源用不用变压器看来是值得争论的,从技术角度来讲,开关电源不一定非用变压器来实现。在早期的开关电源中,几乎都是通过变压器来实现的,因为变压器一方面可以做到输入和输出隔离,保证用电安全;另一方面,变压器方案可以输出较大的电流,输出功率可以做到比较大。现在,随着电子技术的发展,出现了AC/DC的集成芯片,可以不通过变压器,而直接将AC转化为DC,这种方案大大降低了体积,但是不隔离、输出电流小。在小功率家电中应用比较多。下面介绍一下开关电源的技术方案。
1 工频变压器技术方案
在早期的开关电源中,这种技术方案用的非常多。主要会用到整流桥、变压器、滤波电源、降压IC等关键元器件。工频变压器的体积比较大、转化效率比较低。技术方案如下图所示。
这种技术方案目前在工业场合用的还是非常多的。
2 高频变压器技术方案
随着电子技术的不断发展和消费者需求的日益增加,电子产品越来越轻薄。以手机充电器为例,现在的手机充电器不仅体积小,而且输出功率大,旗舰手机都具有快充功能。如果再采用工频变压器的话,体积不可能做到这么小,于是高频变压器就出现了。高频变压器一般都是和PWM控制来配合使用的。如下图所示,就是PWM控制器和高频变压器的技术方案。
这种技术方案使得产品体积小,效率高。
以上两种技术方案都是输入和输出隔离的。第三种技术方案是不隔离的。
3 AC/DC集成IC方案
现在的很多小功率的家用电器,为了节省体积,电源方案来变压器都省掉了,由于对输出电流要求不大,所以直接采用AC/DC的集成解决方案。这类芯片的封装一般为SO-8,其实只有七个引脚,体积非常小,可以大大节省PCB空间,利于产品的小型化。
但是这种方案输入和输出是不隔离的,由于电路板封装在产品内部用户接触不到,所以问题也不大。
以上就是三种常用的技术方案,所以开关电源中对变压器不是很必要,主要取决于输出功率和体积的要求。
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