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          AC/DC 開關電源簡介

          作者: 時間:2022-12-01 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

          引言:隨著電力電子技術的發(fā)展和創(chuàng)新,已基本取代線性電源,朝著小型、輕量和高效的方向發(fā)展。目前,開關電源是當今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的關鍵部分,被廣泛應用于各行各業(yè)的電子設備。本文將詳細介紹開關電源的發(fā)展歷程、工作原理及作用。面對眼花繚亂的,我們應該如何選型?

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202212/441101.htm

          一、 開關電源優(yōu)勢

          開關電源:是電源供應器的一種,開關電源是利用現(xiàn)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(wěn)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。

          開關電源在70年代開始取代線性電源,隨著技術的發(fā)展、法規(guī)的完善,開關電源也越來越通用,在很多場合已經(jīng)完全取代線性電源,開關電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。

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          圖1  AC-DC開關電源

          1.AC/DC線性電源

          假設需要一款輸出12Vdc產(chǎn)品,常見的AC/DC線性電源(變壓器)如圖2,

          ①使用工頻變壓器U1,將工頻50Hz,220Vac轉換為8.5Vac,

          ②使用D1和C1進行整流濾波,則8.5Vac×1.414=12Vdc,實現(xiàn)將交流電壓轉換成直流電壓。

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          圖2  AC/DC線性電源(變壓器)

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          圖3  線性電源變壓器

          2.

          假設需要一款輸出12Vdc產(chǎn)品,常見的AC/DC開關電源(反激)如圖4,

          ①通過BD1和C1整流濾波,將220Vac轉換成311Vdc;

          ②通過Q1高頻開關(常見頻率65Khz),將能量分成很多小份;

          ③在Q1關斷時,D1導通,經(jīng)C2濾波整流成12Vdc。

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          圖4  AC-DC開關電源(反激)

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          圖5  AC-DC開關電源(機殼)

          3.AC-DC線性電源和開關電源差別

          通過觀察圖6可知,線性電源和開關電源的區(qū)別是:

          ①線性電源變壓器電流大,頻率?。?/p>

          ②開關電源將能量平均分成很多小份,所以變壓器電流小,頻率高;

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          圖6  線性和開關電源變壓器電流對比

          由變壓器計算公式1669856211746057.png可知:

          ΔB:磁感應強度,判斷變壓器是否工作在飽和狀態(tài)的值;

          I:變壓器初級回路電流;    Lp:變壓器初級線圈電感量;

          Ae:變壓器磁芯截面積;    Np:變壓器初級線圈匝數(shù)。

          線性變壓器初級電流比開關變壓器初級電流大很多,那線性變壓器必須做到以下幾點:

          ①ΔB必須做的更大,多數(shù)使用矽鋼片和硅鋼片,體積需要做的更大,磁芯損耗大;

          Np需要繞的更多圈,線損高;

          兩者的優(yōu)劣勢可以總結如下:

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          表1 AC-DC線性電源和開關電源對比

          二、典型應用剖析

          圖7是直流充電樁的系統(tǒng)應用框圖,系統(tǒng)模塊需要有外部供電才能實現(xiàn)正常運轉,而外部供電的電壓需要在模塊工作電壓范圍內,為了得到這個電壓,就需要有實現(xiàn)電壓轉換的裝置,這就是“電源”的作用。

          同時,系統(tǒng)需要多個電壓供電,采用AC/DC開關電源將大大減小體積和重量,提高系統(tǒng)效率,同時輸出紋波和電壓精度性能好,給到后端BMS、MCU和顯示屏的電壓更加穩(wěn)定,系統(tǒng)可靠性進一步提高。

          ①220Vac轉12V給BMS單元供電; ②220Vac轉24V給顯示屏供電

          ③24V轉12V給監(jiān)控單元供電; ④24V轉5V給單片機供電

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          圖7  直流充電樁供電系統(tǒng)

          三、 AC/DC開關電源選型指南

          AC/DC開關電源應用廣泛,由此衍生出了各式各樣的AC/DC開關電源。如何選擇一款正確、合適的電源,是行業(yè)的一大難題。為此,總結歸納一份選型指南:①按封裝分類②按行業(yè)分類。第一類以應用場景出發(fā),根據(jù)實際工況需求針對性選擇不同封裝的AC/DC開關電源;第二類則是立足于行業(yè)的精細化需求,選擇滿足認證的行業(yè)專用電源。

          1.按封裝分類

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          2.按使用行業(yè)分類

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          選對電源不僅節(jié)省后期維護成本,而且有利于提升設備競爭力和品牌力,不同應用場景選用合適且可靠的產(chǎn)品設計才是關鍵。AC/DC開關電源布局完善,產(chǎn)品功能齊全,可滿足不同工況、不同行業(yè)的需求。

          未來,AC/DC開關電源仍會以“小型化,數(shù)字化”為核心思路發(fā)展。快速響應,堅持以技術創(chuàng)新謀發(fā)展,致力為各行業(yè)提供更穩(wěn)定可靠的AC/DC開關電源。

          詳細產(chǎn)品技術參數(shù)請參考技術手冊: 

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