导语:开关电源的作用是什么?它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,实现高效节能。其工作原理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来调整输出电压,这两种模式能耗低,时间短,可以大幅度节约能源,减少余热产生。
开关电源是利用功率半导体器件如晶体管或场效应管作为开关元件,将交流电先整流成直流,再逆变成交流后再次整流输出为所需直流電壓。这一过程可以分为四个阶段:
①首先,将交流電經過整流滤波轉換為穩定的直流電。
②通過高频脉宽调制(PWM)信号控制開關管進行高速導通與截止,使得直流電轉化為高頻率的交流電供給給開關變壓器進行變壓。
③開關變壓器次級感應出高頻交流電壓,並經過額外的整流滤波處理後轉換為穩定的直流供給負載使用。
④輸出部分通過反馈機制調節PWM占空比,以確保輸出的穩定性和準確性。
開關電源具有多項優點:體積小、重量輕(僅線性電源的20-30%)、效率高等。然而,由於其運作在開關狀態下,因此噪聲較大。以下是一個簡單圖解說明降壓型開關電源如何工作:
當系統啟動時,儲能二極管D會將儲存在儲能感L中的能量發送到負載上。在此同時,一個稱為「幽靈」現象發生的現象會使得從儲存容C中抽取的一些能量也被傳遞至負載上。此外,這種設計還允許系統自動調節自身不必要損失以提高效率。
總結來說,開關 電源之所以受歡迎,是因為它提供了高度可組合、緊湊且相對廢熱的小型化解決方案,它們適用于各種應用環境,其中包括醫療設備、數據中心以及其他需要精密控制和可靠性能的地方。