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開關電源簡介

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開關模式電源（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、開關變換器，是一種高頻化電能轉換裝置，是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設備，例如個人電腦，而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區）及全閉模式（截止區）之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區，本身也會消耗電能。開關電源各輸出端始終無電壓輸出的常見原因:交流220v整流濾波電路中的保險電阻開路。開關電源的高轉換效率是其一大優點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。若電源的體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數可能不高。

開關電源基本組成

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開關電源大致由主電路、開關電源控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。1、主電路沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分。輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。現階段國家在大力推廣智能電網建設，對電能表的要求大幅提高，開關電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應用。2、控制電路一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。3、檢測電路提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。4、輔助電源實現電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。

開關電源的工作原理不同

在典型的開關電源中，交流輸入轉換為高壓直流，每秒開關數萬次。所采用的高頻允許使用更輕巧的變壓器和更小的電容器。一個特殊的電路精準地控制輸出電壓的時間。用電磁屏蔽的方法解決電磁干擾問題的好處是不會影響電路的正常工作。這些電源不需要線性穩壓器，因此幾乎不浪費電能：它們的效率通常可達80%~90%，因此釋放的熱量要少得多。

然而，開關電源比線性電源復雜得多，因此設計起來比較困難。此外，它對元件的要求更高，要求高壓功率晶體管能夠地高速開關。

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開關電源基礎

隨著全球對能源問題的重視，電子產品的耗能問題將愈來愈突出，如何降低其待機功耗，提高供電效率成為一個急待解決的問題。傳統的線性穩壓電源雖然電路結構簡單、工作可靠，但它存在著效率低(只有40%~50%)、體積大、銅鐵消耗量大，工作溫度高及調整范圍小等缺點。7：貼片電容很容易在生產過程中被壓壞，所以pcb的貼片面盡量貼一下比較高貼片電容要高一點的貼片元件，這是為了保護貼片電容。

人們研制出了開關式穩壓電源，它的效率可達85%以上，穩壓范圍寬，除此之外，還具有穩壓精度高、不使用電源變壓器等特點，是一種較理想的穩壓電源。正因為如此，開關式穩壓電源已廣泛應用于各種電子設備中。