开关电源是一种可以改变输入电压幅值、频率和波形的电源。开关电源有两个显著特点:高效率和体积小。其工作原理是通过在输入端与输出端之间周期性地打开和关闭开关管,控制输出功率的大小和波形,从而将输入直流电压转换成若干个形式和大小各异的交流电压输出。开关电源是现代电子技术中不可或缺的一部分。
开关电源是在20世纪60年代发展起来的新型电源,是线性电源的一种重要发展,它以高效率、小体积、轻重量等特点广泛应用于电子电路中。开关电源的种类很多,其中常见的有单路开关电源、多路开关电源、反激开关电源、正激开关电源、共模开关电源等。这些不同类别的开关电源有不同的特点和应用范围。
开关电源是如何工作的呢?在工作过程中,开关管在输入端与输出端之间周期性地打开和关闭,由于开关管的导通和截止,将输入电压扰动通过变压器和滤波器转移到输出端,从而控制输出电压、电流的大小和波形。开关电源的工作原理主要包括两个过程:输入控制过程和输出控制过程。在输入控制过程中,电路将外部电源的电能通过开关管转化为变压器的磁场能,接着再将磁场能转化为滤波电感和电容器的电能。在输出控制过程中,开关管将变压器一端的电能通过输出电感和输出电容转化为电负载的电能。
开关电源的特点之一是高效率。因为开关管只在导通和截止两个状态之间切换,所以导通时电流非常大,同时在截止状态下电流几乎为0,这减少了导通电路的损耗和散热问题。这使得开关电源的效率远高于传统的线性电源。
另一个特点是小体积。开关电源采用高频控制技术,在供电范围不变的条件下,可以大大缩小体积和重量,这是应用于航空、船舶等领域时的不二选择。同时,开关电源还有一系列优点,如稳定性高、响应速度快、电能利用率高等。
总的来说,开关电源是一种采用开关管控制输入电压以改变输出电压幅值、频率和波形的电源。它具有高效率、小体积等优点,广泛应用于电子电路中。开关电源的种类很多,如单路开关电源、多路开关电源以及反激开关电源、正激开关电源和共模开关电源等。开关电源是现代电子技术中不可或缺的一部分,其应用前景广阔。