开关电源知识简介
1.什么是开关电源
我们身边的电子设备常会用到开关电源,比如手机充电器、液晶显示器、电视 机、家用电脑、DVD影碟机、办公电子设备等等,目前几乎80%以上电子设备的供电变换装置都属于#/#2#/#。主要用于获得一定功率的直流电压(多数是3.3V,5V,9V,12V,24V),我们常看到办公室电脑机箱里的开关电源(PC电源)外观上多数是一个四方形的金属盒,金属盒上有很多散热孔,可以看到里面的很多电子元件和电路板;我们日常使用的手提电脑,旁边有一个黑色的充电器,它也是开关电源,只不过它的外壳是塑胶的,一般称为电源适配器。
开关电源,顾名思义就是通过开关动作,使连续的直流电变成间断供电的脉冲,再通过储能滤波元件,将不连续的脉冲电压变成连续的直流电压。下面介绍一下它的常识:
开关电源由以下几个部分组成:
a. 输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻止本机产生的杂波反馈到公共电网。
b. 整流与滤波:将交流市电220V直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。
c. 逆变:将整流后的高压直流电变为高频率的交流电,这是高频开关电源的核心部分。
d. 输出整流与滤波:根据电子设备的需要,提供稳定可靠的直流电压.
e. 除此之外,开关电源还有辅助电路,包括启动、过流过压保护,输出采样、功能指示等电路。2. 常用开关电源的优点
开关电源的特性比较多,相对于低频线性电源来说,主要有以下几个方面:
a. 工作效率高
在开关电源电路中,开关管工作在开关状态,当其截止时,没有电流通过而不会消耗功率,故极大第提高了电源的效率。开关电源的效率可以达到80%~95%。
b. 宽电压工作范围
开关电源适用的交流电源范围很宽,当输入的交流电压在85~265V之间变化时,均可正常稳定地输出设备所需要的直流电压,输出电压的变化小于2%.因此,开关电源特别适用于电网电压不稳定、波动较大的地区。
c. 功率损耗小
由于开关电源工作频率高,一般都在20KHz以上,因此滤波元件的数值大大减小,从而减小功耗,特别是开关管工作在开关状态,不需要加很大面积的散热片,目前空载功耗可以做到小于0.3W,甚至更小,美国加州就有能效要求,是CEC标准;欧洲也有ERP/EUP能源转换效率要求,目前要求达到能效V等级;澳洲的能效标准是MEPS。较小的功率消耗使机内温升较低,机内电子元器件可以长期稳定工作,因此采用开关电源,极大低提高了整机设备的稳定性和可靠性。
d. 体积小且重量轻
开关电源适配器使用的元器件虽多,但没有使用体积大、比较重的线性电源变压器,节省大量的漆包线和硅钢片,故实际体积和重量比低频线性电源适配器小得多,且轻得多。
e. 安全可靠
无论哪一种类型的开关电源,其电路中都设置了各种保护电路(如过压保护、过流保护、短路保护、过温保护、欠压保护、尖峰脉冲抑制电路等)。当开关电源本身或者负载设备发生故障时,相关保护电路均会启动工作,自动切断输出,且反应灵敏、可靠。因而开关电源产品很安全,方便使用。