导语:开关电源的核心功能是什么?它通过巧妙的方式将单一电平上的电压转换为用户所需的电流或电压。其操作原理是通过精确控制晶体管全开和全断模式,实现高效能量转换。这两种状态既节省了大量能源,又减少了余热产生。开关电源采用功率半导体作为关键元件,通过周期性切换来调整输出电压。
①交流输入经历整流与滤波,变成稳定的直流。
②高频PWM信号精确控制开关器件,使之高速切入与切出,从直流转化为高频交流,再次经过变压器得到所需直流。
③高频交流在变压器中感应成直流,然后再次进行滤波,以适配负载需求。
④输出部分反馈到控制环路,为维持稳定输出而调节PWM占空比。
开关电源独具优势:小巧、轻便(仅相当于传统线性型的20%~30%)、效率卓越(60%~70%,远超30%~40%),抗干扰能力强、模块化设计,便于使用。此新型技术以其高效、高功率、大容量特点吸引众多应用,但同时也面临噪声问题。
以下图解,我们详细探讨降压型开关電源工作原理,如下:
当開關接通时,電力通過開關K與儲能電感L供給負載,並將剩餘能量存儲於電感L及電容C。由於自感作用,在開關接通後,輸出的變化緩慢,不立即達到原始電壓。但隨著時間延長,一旦開關斷開,由於自感保持中間流量不變,即從左向右繼續傳遞,這個流量經過負載並返回地線,再經過二極管D返回至左端形成回路。在調整開閉時間(PWM)上,可以有效管理輸出壓力。
如果我們監控輸出壓力來調節打擊時間,就可實現穩定狀態。在此過程中,儲能電感L貯存力量;在斷除時釋放力量,所以稱為儲能磁體。而二極管D在斷除時提供導通路徑,因此被稱作續動二極管。
功能分三大部分:
主要循環
首先將交流轉換為直流
再通過特殊處理使其變為低頻脈衝
最後進行第二次轉換以獲得最終產品
控制與反饋系統
提供給晶片固有的指令以實現能源交互作用
並且根據采樣與反饋系統收集信息形成閉環回路
保護措施
當發生異常情況時保護主機設備免受損害,
包括欠壓保護、過壓保護以及過熱等多種情況