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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。人們同時在享受生活住房的同時，家用電器也在隨著在不斷的使用中，另外電器插座開關都是需要選用安全的開關插座，為生活帶來安全有保障的生活開關。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。

如何選用開關電源？　

工頻整流電路一般為不可控整流電路，根據電源容量的大小，可以是單相整流，一般選用單相橋式結構，大容量的開關電源可用三相交流電源。

開關電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結構的特點（多級串聯），一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過，在輸出電壓穩定度這一技術指標上與線性電源相比具有較大的優勢，其輸出電壓穩定度可達0.5% ~ 1%。2、功耗小、功率晶體管工作在開關狀態，所以晶體管上的功耗小，一般為60～70%，而線性電電源只有30～40%。開關電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應注意以下幾點.

1. 輸出電流的選擇

因開關電源工作效率較高，一般可達到80％以上，故在其輸出電流的選擇上，應準確測量或計算用電設備的較大吸收電流，以使被選用的開關電源具有高的性能價格比，

通常輸出計算公式為：

開關電源輸出計算公式

2. 接地

開關電源比線性電源會產生更多的干擾，對共模干擾敏感的用電設備，應采取接地和屏蔽措施，因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。

3. 保護電路

開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能，故在設計時應首要保護功能齊備的開關電源模塊，并且其保護電路的技術參數應與用電設備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設備或開關電源。

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常用的電源模塊并聯應用均流方法

1、輸出阻抗法或稱斜率法、下垂法。原理是調節輸出內阻實現均流，缺點是電壓調整率差。

2、主從法，非標定做開關電源，原理是從中選定一個當主模塊，訂做開關電源，其它模塊為輔，缺點是如果主模塊出現異常，整個系統將無法工作。

3、平均電流自動均流法，原理是將模塊的電流放大后通過一個電阻連接到公用的均流母線上，按照均流母線上的平均電壓實現調整均流。缺點是如果均流母線短路或者某一個模塊故障，將會導致母線電壓下降。

4、外接控制法，原理是使用控制器調節電流實現均流。缺點是要付加連線和均流控制器。

5、自動均流法，原理是讓輸出較大電流的模塊自動成為主模塊，其它模塊輸出向主模塊靠近。

6、熱力自動均流法，原理是讓溫度低的模塊輸出電流大，溫度高的模塊輸出電流小來實現均流。

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開關電源變壓器原理

對于開關電源，開關變壓器的工作原理與普通變壓器的工作原理是不同的。普通變壓器輸入的交流電壓或電流的正、負半周波形都是對稱的，并且輸入電壓和電流波形一般都是連續的，在一個周期之內，輸入電壓和電流的平均值等于0，這是普通變壓器工作原理的基本特點;而開關變壓器一般都是工作于開關狀態，其輸入電壓或電流一般都不是連續的，而是斷續的，輸入電壓或電流在個周期之內的平均值大多數都不等于0，因此，開關變壓器也稱為脈沖變壓器，這是開關變壓器與普通變壓器在工作原理方面的區別。開關電源未產生振蕩的原因有:(1)開關管集電極未得到足夠的工作電壓(2)開關管基極未得到啟動電壓和相關電路漏電(3)開關管正反饋元件失效想了解更多關于開關電源的相關資訊，請持續關注本公司。

通過PWM（脈沖寬度調制）控制開關管，將整流后的直流電壓進行高頻開關導通，使得高頻電流流入開關電源的高頻變壓器原邊，從而是變壓器副邊產生感應電流，經過整流后就可以得出需要的電壓或多路電壓。

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