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開關(guān)電源：開關(guān)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(yīng)用。工業(yè)中的用電設(shè)備需要電能才能正常運轉(zhuǎn)，例如電動機、電焊機。民用產(chǎn)品中的電視機、電風(fēng)扇、手機以及空調(diào)同樣需要電能。而電能的應(yīng)用則需要電源的轉(zhuǎn)換來滿足不同的用電設(shè)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(guān)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(guān)電源應(yīng)運而生。像一些常用的開關(guān)電源輸出電壓有12v開關(guān)電源、24v開關(guān)電源等。
開關(guān)電源的由來：
在 20 世紀(jì) 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(guān)電源。這只是開關(guān)電源發(fā)展歷程的開端。后來隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源逐漸由航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用向工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用轉(zhuǎn)化，并且又在工業(yè)領(lǐng)域大量應(yīng)用以后，開關(guān)電源又向民用產(chǎn)品的應(yīng)用發(fā)展。
開關(guān)電源技術(shù)快速的發(fā)展期始于 20 世紀(jì) 70 年代，電力電子理論的建立與完善為開關(guān)電源的發(fā)展提供了一個良好的理論基礎(chǔ)。但是在應(yīng)用初期，產(chǎn)品存在開關(guān)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(guān)電源的發(fā)展主要是針對前面所說的缺點進(jìn)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(guān)電源技術(shù)變的更加成熟、更適用于各種領(lǐng)域。我國從 1994 年開始率先在通信領(lǐng)域推廣并使用開關(guān)電源。經(jīng)過二十幾年的實踐證明，開關(guān)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(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)：
開關(guān)電源的典型結(jié)構(gòu)如圖所示
1.主電路
交流電進(jìn)入電源首先經(jīng)過整流和濾波轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏褐绷?電，再經(jīng)過開關(guān)電路和高頻開關(guān)變壓器轉(zhuǎn)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(guān)器件輸入給定開關(guān)信號，使開關(guān)器件的打開和關(guān)閉，從而達(dá)到能量傳輸?shù)哪康摹２⑶腋鶕?jù)采樣和反饋回路采 集輸出，形成負(fù)反饋的閉環(huán)回路，達(dá)到使開關(guān)電源穩(wěn)定輸出的目的。
3.保護(hù)電路
當(dāng)開關(guān)電源工作異常時，可以限制電流或者關(guān)斷電源 等，以達(dá)到保護(hù)電源負(fù)載的目的。 保護(hù)類型主要包括欠壓電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)以及過電 流保護(hù)和過熱保護(hù)等。
開關(guān)電源是電力電子技術(shù)的一個重要方向，它的輸出是各種電子設(shè)備的輸入，所以開關(guān)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(guān)電源功能和性能研究有了長足的進(jìn)步。隨著科學(xué)的發(fā)展和開關(guān)電源的普遍應(yīng)用，在實踐中開關(guān)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(guān)電源也會得到更廣泛的應(yīng)用。
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