標(biāo)題: 開關(guān)電源基礎(chǔ)知識(shí)精華整理，適合收藏！ [打印本頁]
作者: iTang    時(shí)間: 2019-8-9 08:03
標(biāo)題: 開關(guān)電源基礎(chǔ)知識(shí)精華整理，適合收藏！
開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維 持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC 和 MOSFET 構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地 創(chuàng)新。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。
隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日 益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進(jìn)入 80 年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了 開關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，進(jìn)入 90 年代的開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等 都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。
開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二 者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn) 日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。
開關(guān)電源基礎(chǔ)知識(shí)( Switcher-Fundamentals)培訓(xùn)課程共計(jì)五個(gè)章節(jié):本拓 撲類型、效率與輸入輸出及占空比的關(guān)系 、同步與非同步的定義、隔離與非隔 離、脈寬調(diào)制與變頻各類控制方式特點(diǎn)。其深入淺出的說明了基礎(chǔ)概念，建立電源設(shè)計(jì)溝通的平臺(tái)。
1.1 開關(guān)電源的類型
1.1.1 線性穩(wěn)壓器，所謂線性穩(wěn)壓器，也就是我們俗話說的 LDO，一般有這么兩種特點(diǎn):  傳輸元件工作在線性區(qū)，它沒有開關(guān)的跳變;
 僅限于降壓轉(zhuǎn)換，很少會(huì)看到升壓的應(yīng)用。
1.1.2 開關(guān)穩(wěn)壓器
 傳輸器件開關(guān)(場效應(yīng)管)，在每個(gè)周期完全接通和完全切斷的狀態(tài);  里面至少包括一個(gè)電能儲(chǔ)能的元件，如:電感器或者電容器;
 多種拓?fù)?降壓、升壓、降壓-升壓等)
1.1.3 充電泵，一般在一些小電流的應(yīng)用
 傳輸器件開關(guān)(如:場效應(yīng)管、三極管)，有些完全導(dǎo)通，而有些則工作在線性區(qū);  在電能轉(zhuǎn)換或者儲(chǔ)能的過程中，僅限使用了電容器，如一些倍壓電路。 答疑:有些情況為什么要使用開關(guān)穩(wěn)壓器?為什么不用 LDO 和充電泵?
我們知道，所有的能量都不會(huì)憑空消失，損耗的能量最終會(huì)以熱的形式傳遞出去， 這樣，工程師在設(shè)計(jì)中就會(huì)產(chǎn)生很大的挑戰(zhàn)，比如說，損耗最終以熱的形式傳遞，那么電路中就需要增加更大的散熱片，結(jié)果電源的體積就變大了，而且整機(jī)的效率也很低。 如果在開關(guān)模式的開關(guān)電源，不僅可以提高效率，還可以降低了熱管理的設(shè)計(jì)難度。
我們可以舉一個(gè)例子來對(duì)比線性電源和開關(guān)電源的效率和體積:

占空比:開通的時(shí)間 Ton 與開關(guān)周期 T 的比值，ton(開通時(shí)間) + toff(關(guān)斷時(shí)間) = T(開 關(guān)周期)，占空比 D=ton / T。但是，我們不能采用一個(gè)脈沖輸出!需要一種實(shí)現(xiàn)能量流動(dòng)平 穩(wěn)化的方法。通過很多的脈沖，高頻地切換，將在開關(guān)接通期間存儲(chǔ)能量而在開關(guān)切斷時(shí)提 供此能量的手段，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的電壓。

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