一、線性電源的原理:
線性電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路等。 線性電源是先將交流電經(jīng)過(guò)變壓器變壓,再經(jīng)過(guò)整流電路整流濾波得到未穩(wěn)定的直流電壓,要達(dá)到高精度的直流電壓,必須經(jīng)過(guò)電壓反饋調(diào)整輸出電壓,這種電源技術(shù)很成熟,可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度,波紋也很小,而且沒(méi)有開(kāi)關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的變壓器,所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大,而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài),調(diào)整管上有一定的電壓降,在輸出較大工作電流時(shí),致使調(diào)整管的功耗太大,轉(zhuǎn)換效率低,還要安裝很大的散熱片。這種電源不適合計(jì)算機(jī)等設(shè)備的需要,將逐步被開(kāi)關(guān)電源所取代。
二、開(kāi)關(guān)電源的原理:
開(kāi)關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、逆變器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路。它們的功能是:
1、輸入電網(wǎng)濾波器:消除來(lái)自電網(wǎng),如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開(kāi)關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾,同時(shí)也防止開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。
2、輸入整流濾波器:將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波,為變換器提供直流電壓。
3、逆變器:是開(kāi)關(guān)電源的關(guān)鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓,并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。
4、輸出整流濾波器:將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓,同時(shí)還防止高頻噪聲對(duì)負(fù)載的干擾。
5、控制電路:檢測(cè)輸出直流電壓,并將其與基準(zhǔn)電壓比較,進(jìn)行放大。調(diào)制振蕩器的脈沖寬度,從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。
6、保護(hù)電路:當(dāng)開(kāi)關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流短路時(shí),保護(hù)電路使開(kāi)關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。
開(kāi)關(guān)電源是將交流電先整流成直流電,在將直流逆變成交流電,在整流輸出成所需要的直流電壓。這樣開(kāi)關(guān)電源省去下線性電源中的變壓器,以及電壓反饋電路。而開(kāi)關(guān)電源中的逆變電路完全是數(shù)字調(diào)整,同樣能達(dá)到非常高的調(diào)整精度。
開(kāi)關(guān)電源的主要優(yōu)點(diǎn):
體積小、重量輕(體積和重量只有線性電源的20~30%)、效率高(一般為60~70%,而線性電源只有30~40%)、自身抗干擾性強(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化。
開(kāi)關(guān)電源的主要缺點(diǎn):
由于逆變電路中會(huì)產(chǎn)生高頻電壓,對(duì)周?chē)O(shè)備有一定的干擾。需要良好的屏蔽及接地
開(kāi)關(guān)電源就是用通過(guò)電路控制開(kāi)關(guān)管進(jìn)行高速的道通與截止.將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓,從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓!轉(zhuǎn)華為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50Hz高很多.所以開(kāi)關(guān)變壓器可以做的很小,而且工作時(shí)不是很熱!!成本很低.如果不將50Hz變?yōu)楦哳l那開(kāi)關(guān)電源就沒(méi)有意義!!開(kāi)關(guān)變壓器也不神秘.就是一個(gè)普通的變壓器!這就是開(kāi)關(guān)電源。
開(kāi)關(guān)電源,是通過(guò)電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,主要環(huán)節(jié):整流成直流電——逆變成所需電壓的交流電(主要來(lái)調(diào)整電壓)——再經(jīng)過(guò)整流成直流電壓輸出。
開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)中由于中間沒(méi)有變壓器和散熱片,因而體積非常小。同時(shí),開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部都是電子元件,效率高、發(fā)熱小。雖然,具有電磁干擾等缺點(diǎn),但現(xiàn)在的屏蔽技術(shù)已經(jīng)非常到位。
開(kāi)關(guān)電源大體可以分為隔離和非隔離兩種,隔離型的必定有開(kāi)關(guān)變壓器,而非隔離的未必一定有。
簡(jiǎn)單地說(shuō),開(kāi)關(guān)電源的工作原理是:
1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;
2.通過(guò)高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管,將那個(gè)直流加到開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)上;
3.開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;
4.輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。
交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過(guò)厄流圈一類(lèi)的東西,過(guò)濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時(shí)也過(guò)濾掉電源對(duì)電網(wǎng)的干擾;在功率相同時(shí),開(kāi)關(guān)頻率越高,開(kāi)關(guān)變壓器的體積就越小,但對(duì)開(kāi)關(guān)管的要求就越高;開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭,以得到需要的輸出;一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路,比如空載、短路等保護(hù),否則可能會(huì)燒毀開(kāi)關(guān)電源。
以上說(shuō)的就是開(kāi)關(guān)電源的大致工作原理。
其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)有了集成度非常高的專(zhuān)用芯片,可以使外圍電路非常簡(jiǎn)單,甚至做到免調(diào)試。
例如TOP系列的開(kāi)關(guān)電源芯片(或稱(chēng)模塊),只要配合一些阻容元件,和一個(gè)開(kāi)關(guān)變壓器,就可以做成一個(gè)基本的開(kāi)關(guān)電源。
開(kāi)關(guān)電源&線性電源
開(kāi)關(guān)電源的主要工作原理就是上橋和下橋的Mos管輪流導(dǎo)通,首先電流通過(guò)上橋Mos管流入,利用線圈的存儲(chǔ)功能,將電能集聚在線圈中,最后關(guān)閉上橋Mos管,打開(kāi)下橋的Mos管,線圈和電容持續(xù)給外部供電。然后又關(guān)閉下橋Mos管,再打開(kāi)上橋讓電流進(jìn)入,就這樣重復(fù)進(jìn)行,因?yàn)橐喠鏖_(kāi)關(guān)Mos管,所以稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源。
而線性電源就不一樣了,由于沒(méi)有開(kāi)關(guān)介入,使得上水管一直在放水,如果有多的,就會(huì)漏出來(lái),這就是我們經(jīng)常看到的某些線性電源的Mos管發(fā)熱量很大,用不完的電能,全部轉(zhuǎn)換成了熱能。從這個(gè)角度來(lái)看,線性電源的轉(zhuǎn)換效率就非常低了,而且熱量高的時(shí)候,元件的壽命勢(shì)必要下降,影響最終的使用效果 。
開(kāi)關(guān)電源和線性電源的區(qū)別主要是他們的工作方式。
線性電源功率器件工作在線性狀態(tài),也就是說(shuō)他一用起來(lái)功率器件就是一直在工作,所以也就導(dǎo)致他的工作效率低,一般在50%~60%,還得說(shuō)他是很好的線性電源。線性電源的工作方式,使他從高壓變低壓必須有將壓裝置,一般的都是變壓器,也有別的像KX電源,再經(jīng)過(guò)整流輸出直流電壓。這樣一來(lái)他的體積也就很大,笨重,效率低、發(fā)熱量也大。他也有他的優(yōu)點(diǎn):紋波小,調(diào)整率好,對(duì)外干擾小。適合用與模擬電路,各類(lèi)放大器等。
開(kāi)關(guān)電源。他的功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),(一開(kāi)一關(guān),一開(kāi)一關(guān),頻率非常快,一般的平板開(kāi)關(guān)電源頻率在100~200KHz,模塊電源在300~500KHZ).這樣他的損耗就小,效率也就高,對(duì)變壓器也有了要求,要用高磁導(dǎo)率的材料來(lái)做.有點(diǎn)墨跡了,他的變壓器就是一個(gè)字小.效率80%~90%吧.據(jù)說(shuō)美國(guó)最好的VICOR模塊高達(dá)99%.開(kāi)關(guān)電源的效率高體積小,但是和線性電源比他的紋波,電壓電流調(diào)整率就有折扣了。
評(píng)論
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