开关电源基础知识普及

来源:未知  发布时间:2013-10-16 19:48  Tags:开关电源 基础知识 
目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术在不断地创新,为开关电源提供了广泛的发展空间。 1.概念 开关电源就是利用电...

目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术在不断地创新,为开关电源提供了广泛的发展空间。

1.概念

开关电源就是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等),通过控制电路,使电子开关器件不停地“接通”和“关断”,让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制,从而实现DC/AC、DC/DC电压变换,以及输出电压可调和自动稳压。开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。

2.工作模式

开关电源一般有三种工作模式:频率、脉冲宽度固定模式,频率固定、脉冲宽度可变模式,频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外,开关电源输出电压也有三种工作方式:直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样,前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作方式多用于开关稳压电源。  根据开关器件在电路中连接的方式,目前比较广泛使用的开关电源,大体上可分为:串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中,变压器式开关电源(后面简称变压器开关电源)还可以进一步分成:推挽式、半桥式、全桥式等多种;根据变压器的激励和输出电压的相位,又可以分成:正激式、反激式、单激式和双激式等多种;如果从用途上来分,还可以分成更多种类。

3.主要分类

人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件,320W单组开关电源边开发开关变频技术,两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类。

1)微型低功率开关电源

开关电源正在走向大众化,微型化。开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用,低功率微型开关电源的应用要首先体现在,数显表、智能电表、手机充电器等方面。现阶段国家在大力推广智能电网建设,对电能表的要求大幅提高,开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。

2)反转式串联开关电源

反转式串联开关电源与一般串联式开关电源的区别是,这种反转式串联开关电源输出的电压是负电压,正好与一般串联式开关电源输出的正电压极性相反;并且由于储能电感L只在开关K关断时才向负载输出电流。

因此,在相同条件下,反转式串联开关电源输出的电流比串联式开关电源输出的电流小一倍。

4.选用技巧

根据负载要求及设备预留给电源的空间选择合适的电源类型及外形尺寸;

根据您设备需要选择相应的电源输出纹波噪音、负载稳定度、电压稳定度等指标;

根据您设备实际环境的湿度、温度、振动、海拔高度等选择性价比合适的电源;

根据设备的输入电压,输出电压及电流查找相对应的电源规格;

需要多组回路同时输出时,依据您设备的负载特性及功率大小确定主回路电压(通常选功率最大的作主回路),确定是否需要共地,确定每一回路的电压精度要求。

在选择开关电源的功率时,我们强烈建议您为您所选的电源预留20%以上的功率余量,(即您的负载所需功率为80W,则选择100W输出的开关电源。)这样有利于电源的最佳性能输出以及顺利实现电源之正常寿命。

5.使用方法

1.使用电源前,请确定已经辨清接线标记【L:火线     N:零线    FG:地线    COM(-V or GND):输出电压负   +V:输出电压正   +V ADJ:电位器(微调输出电压)】;

2.接线时,请务必切断电源;

3. 因电源内部有高压,故切勿触及电源内部器件,以免触电;

4.为确保电源使用的安全性以及减小干扰,请确保接地端(FG)接地。

5.安装时尽可能加大电源外壳与机箱的接触面积(大部分电源外壳为散热片),以利电源散热,延长电源使用寿命;

6.安装带风机冷却的电源时,切勿堵塞电源通风口;

7.安装完毕后,请检查安装螺丝与电源基板及器件有无接触,(为了安全起见,最好用仪器测量外壳与输入输出的绝缘电阻)以免触电;

8.安装完毕通电之前,请再次检查接线是否正确:确认输入与输出、交流和直流、正极和负极等正确无误,杜绝接错接反现象的发生,确认无误后方可接通电源;

9.电源通电后,用仪器测量确认输出电压,电流的正确性,并保证电流不能超过电源所标称的电流值;

10.多路同时输出的电源分主副回路输出,主回路的输出特性优于副回路。为保证电源输出的动态稳定性,主回路上所带负载不应小于标称值的20%,若有主回路出现空载而副回路长期带稳定负载时,主回路需加一定的假负载;

11.使用时须知:电源的频繁开关将会影响其使用寿命。

6.应用领域

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。

开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外,开关电源的发展与应用在安防监控,节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。