什么是开关电源


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什么是开关电源

电是工业的动力,是人类生活的源泉。电源是产生电的装置,表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等;在同一参数要求下,又有重量、体积、效率和可靠性等指标。我们用的电,一般都需经过转换才能适合使用的需要,例如交流转换成直流,高电压变成低电压,大功率变换为小功率等。

按照电子理论,所谓AC/DC就是交流转换为直流;AC/AC称为交流变交流,即为改变频率;DC/AC称为逆变;DC/DC为直流变交流后再变为直流。为了达到转换的目的,电源变换的方法是多样的。自20世纪60年代,人们研发出了二极管、三极管半导体器件后,就用半导体器件进行转换。所以,凡是用半导体功率器件作开关,将一种电源形态转换成另一种形态的电路,叫做开关变换电路。在转换时,以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路,称为开关电源(Switching Power Supply)。

开关电源通常由六大部分组成,如图1-1所示

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1-1  开关电源工作原理框图

第一部分是输入电路,它包含有低通滤波和一次整流环节。220V交流电直接经低通滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi,此电压送到第二部分进行功率因数校正,其目的是提高功率因数,它的形式是保持输入电流与输入电压同相。功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。所谓有源功率因数校正(Active Power Factor Correction, APFC,是指电源在校正过程中常采用三极管和集成电路。开关电源电路常采用有源功率因数校正。第三部分是功率转换,它是由电子开关和高频变压器来完成的,是把高功率因数的直流电压变换成受到控制的、符合设计要求的高频方波脉冲电压。第四部分是输出电路,用于将高频方波脉冲电压经整流滤波后变成直流电压输出。第五部分是控制电路,输出电压经过分压、采样后与电路的基准电压进行比较、放大。第六部分是频率振荡发生器,它产生一种高频波段信号,该信号与控制信号叠加进行脉宽调制,达到脉冲宽度可调。有了高频振荡才有电源变换,所以说开关电源的实质是电源变换

 

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