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開關電源：開關電源的歷程及基本介紹
2021-01-16 11:19
電能是普遍存在的一種能量形式，在我們工作和生活中的方方面面都涉及電能的應用。工業(yè)中的用電設備需要電能才能正常運轉，例如電動機、電焊機。民用產(chǎn)品中的電視機、電風扇、手機以及空調(diào)同樣需要電能。而電能的應用則需要電源的轉換來滿足不同的用電設備的要求。
電源根據(jù)工作原理的不同可以分成兩類 ：即線性電源和開關電源。最早出現(xiàn)的是線性電源，它具有原理簡單的特點，但是它的效率比較低，體積比較大，所以開關電源應運而生。像一些常用的開關電源輸出電壓有12v開關電源、24v開關電源等。
開關電源的由來：
在 20 世紀 50 年代由于客觀因素的制約，火箭需要體積小而且重量輕的電源。所以美國宇航局研制了開關電源。這只是開關電源發(fā)展歷程的開端。后來隨著生產(chǎn)力和科學技術的發(fā)展，開關電源逐漸由航空航天領域的應用向工業(yè)領域應用轉化，并且又在工業(yè)領域大量應用以后，開關電源又向民用產(chǎn)品的應用發(fā)展。
開關電源技術快速的發(fā)展期始于 20 世紀 70 年代，電力電子理論的建立與完善為開關電源的發(fā)展提供了一個良好的理論基礎。但是在應用初期，產(chǎn)品存在開關頻率較低、功率密度較低、可靠性較差的缺點。因此，在此之后開關電源的發(fā)展主要是針對前面所說的缺點進行改變改善與發(fā)展。經(jīng)過不斷的探索，以及新的元器件和新的理論知識的補充完善，讓開關電源技術變的更加成熟、更適用于各種領域。我國從 1994 年開始率先在通信領域推廣并使用開關電源。經(jīng)過二十幾年的實踐證明，開關電源在軍工科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們的日常生產(chǎn)生活中起到了重要的作用。
開關電源的基本結構：
開關電源的典型結構如圖所示
1.主電路
交流電進入電源首先經(jīng)過整流和濾波轉變?yōu)楦邏褐绷?電，再經(jīng)過開關電路和高頻開關變壓器轉為高頻率低壓脈 沖，然后再經(jīng)過整流和濾波電路，最后輸出低電壓的直流電源。
2.控制和反饋回路
給開關器件輸入給定開關信號，使開關器件的打開和關閉，從而達到能量傳輸?shù)哪康?。并且根?jù)采樣和反饋回路采 集輸出，形成負反饋的閉環(huán)回路，達到使開關電源穩(wěn)定輸出的目的。
3.保護電路
當開關電源工作異常時，可以限制電流或者關斷電源 等，以達到保護電源負載的目的。 保護類型主要包括欠壓電壓保護、過電壓保護以及過電 流保護和過熱保護等。
開關電源是電力電子技術的一個重要方向，它的輸出是各種電子設備的輸入，所以開關電源要有高可靠性、低噪聲、高效率等要求。我們經(jīng)過多年的積累與探索在開關電源功能和性能研究有了長足的進步。隨著科學的發(fā)展和開關電源的普遍應用，在實踐中開關電源會做的越來越好，體積小、重量輕、高效能、高可靠性的開關電源也會得到更廣泛的應用。
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