四北電子教您認(rèn)知開關(guān)電源
目前主要包括兩種電源類型:線性電源(linear)和開關(guān)電源(switching)。線性電源的工作原理是首先將127 V或者220 V市電通過變壓器轉(zhuǎn)為低壓電,比如說12V,而且經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的低壓依然是AC交流電;然后再通過一系列的二極管進(jìn)行矯正和整流,并將低壓AC交流電轉(zhuǎn)化為脈動電壓,下一步需要對脈動電壓進(jìn)行濾波,通過電容完成,然后將經(jīng)過濾波后的低壓交流電轉(zhuǎn)換成DC直流電,此時得到的低壓直流電依然不夠純凈,會有一定的波動(這種電壓波動就是我們常說的紋波),所以還需要穩(wěn)壓二極管或者電壓整流電路進(jìn)行矯正。最后,我們就可以得到純凈的低壓DC直流電輸出了
盡管說線性電源非常適合為低功耗設(shè)備供電,比如說無繩電話、PlayStation/Wii/Xbox等游戲主機(jī)等等,但是對于高功耗設(shè)備而言,線性電源將會力不從心。
對于線性電源而言,其內(nèi)部電容以及變壓器的大小和AC市電的頻率成反比:也即說如果輸入市電的頻率越低時,線性電源就需要越大的電容和變壓器,反之亦然。由于當(dāng)前一直采用的是60Hz(有些國家是50Hz)頻率的AC市電,這是一個相對較低的頻率,所以其變壓器以及電容的個頭往往都相對比較大。此外,AC市電的浪涌越大,線性電源的變壓器的個頭就越大。
由此可見,對于個人PC領(lǐng)域而言,制造一臺線性電源將會是一件瘋狂的舉動,因為它的體積將會非常大、重量也會非常的重。所以說個人PC用戶并不適合用線性電源。
開關(guān)電源可以通過高頻開關(guān)模式很好的解決這一問題。對于高頻開關(guān)電源而言,AC輸入電壓可以在進(jìn)入變壓器之前升壓(升壓前一般是50-60 KHz)。隨著輸入電壓的升高,變壓器以及電容等元器件的個頭就不用像線性電源那么的大。這種高頻開關(guān)電源正是我們的個人PC以及像VCR錄像機(jī)這樣的設(shè)備所需要的。需要說明的是,我們經(jīng)常所說的“開關(guān)電源”其實是“高頻開關(guān)電源”的縮寫形式,和電源本身的關(guān)閉和開啟式?jīng)]有任何關(guān)系的。
事實上,終端用戶的PC的電源采用的是一種更為優(yōu)化的方案:閉回路系統(tǒng)(closed loop system)——負(fù)責(zé)控制開關(guān)管的電路,從電源的輸出獲得反饋信號,然后根據(jù)PC的功耗來增加或者降低某一周期內(nèi)的電壓的頻率以便能夠適應(yīng)電源的變壓器(這個方法稱作PWM,Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)。所以說,開關(guān)電源可以根據(jù)與之相連的耗電設(shè)備的功耗的大小來自我調(diào)整,從而可以讓變壓器以及其他的元器件帶走更少量的能量,而且降低發(fā)熱量。
反觀線性電源,它的設(shè)計理念就是功率至上,即便負(fù)載電路并不需要很大電流。這樣做的后果就是所有元件即便非必要的時候也工作在滿負(fù)荷下,結(jié)果產(chǎn)生高很多的熱量。
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