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開關電源基礎知識精華整理,適合收藏!

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開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維 持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC 和 MOSFET 構成。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地 創新。目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。
隨著電力電子技術的高速發展,電力電子設備與人們的工作、生活的關系日 益密切,而電子設備都離不開可靠的電源,進入 80 年代計算機電源全面實現了 開關電源化,率先完成計算機的電源換代,進入 90 年代的開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域,程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等 都已廣泛地使用了開關電源,更促進了開關電源技術的迅速發展。
開關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上,反而高于開關電源。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術在不斷地創新,這一成本反轉點 日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣泛的發展空間。
開關電源基礎知識( Switcher-Fundamentals)培訓課程共計五個章節:本拓 撲類型、效率與輸入輸出及占空比的關系 、同步與非同步的定義、隔離與非隔 離、脈寬調制與變頻各類控制方式特點。其深入淺出的說明了基礎概念,建立電源設計溝通的平臺。
1.1 開關電源的類型
1.1.1 線性穩壓器,所謂線性穩壓器,也就是我們俗話說的 LDO,一般有這么兩種特點:  傳輸元件工作在線性區,它沒有開關的跳變;
 僅限于降壓轉換,很少會看到升壓的應用。
1.1.2 開關穩壓器
 傳輸器件開關(場效應管),在每個周期完全接通和完全切斷的狀態;  里面至少包括一個電能儲能的元件,如:電感器或者電容器;
 多種拓撲(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用
 傳輸器件開關(如:場效應管、三極管),有些完全導通,而有些則工作在線性區;  在電能轉換或者儲能的過程中,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穩壓器?為什么不用 LDO 和充電泵?
我們知道,所有的能量都不會憑空消失,損耗的能量最終會以熱的形式傳遞出去, 這樣,工程師在設計中就會產生很大的挑戰,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,結果電源的體積就變大了,而且整機的效率也很低。 如果在開關模式的開關電源,不僅可以提高效率,還可以降低了熱管理的設計難度。
我們可以舉一個例子來對比線性電源和開關電源的效率和體積:

占空比:開通的時間 Ton 與開關周期 T 的比值,ton(開通時間) + toff(關斷時間) = T(開 關周期),占空比 D=ton / T。但是,我們不能采用一個脈沖輸出!需要一種實現能量流動平 穩化的方法。通過很多的脈沖,高頻地切換,將在開關接通期間存儲能量而在開關切斷時提 供此能量的手段,從而實現平穩的電壓。

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