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帶你簡單認(rèn)識理解開關(guān)電源AC-DC和DC-DC

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發(fā)表于 2024-12-10 07:30:00 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
開關(guān)電源基本原理之所以是叫“開關(guān)”,因?yàn)楹诵脑黼娐凡糠质枪ぷ髟谝粋”開關(guān)“狀態(tài),其通過高速開關(guān)晶體管(通常是MOSFET或IGBT)來控制輸入電壓的導(dǎo)通和關(guān)斷,從而實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換(降壓、升壓、極性變換)。, O% G7 R% h$ y% }) w' W

- T, D: u* k+ W1 p以上是一個簡單的正壓轉(zhuǎn)負(fù)壓的開關(guān)電源,其中就是通過這個MOS開關(guān)來不斷的開關(guān)對儲能電感實(shí)現(xiàn)充電放電達(dá)到。
5 D/ c: }% |2 |" {9 F" W# O    說的通俗點(diǎn)直白點(diǎn),理想情況下,如果你的手速足夠快,比如你可以一秒鐘開關(guān)幾十上百萬次,你也可以用一個普通開關(guān)來代替。' k$ q6 Y; \% b5 s: Z# `, [0 t
AC和DC分別是什么意思?AC表示交流電    交流電的大小和方向是隨時間在變化的,市電220V就是我們普通人生產(chǎn)活用的最頻繁的交流電了。在我們平時接觸的開關(guān)電源中的AC可以說就是指220V的交流市電。
' w) F, ~' R. q0 s1 nDC表示直流電     直流電方向是不隨時間變化的(但大小可以變),我們的電池,不管7號電池還是5號電池、還是鋰電池還是汽車用的各種電池他們都是輸出的直流電。(交流電經(jīng)過全橋整流出來的也是一直流電,只是大小一直在變化;開關(guān)電源中高頻變壓器出來的就是一個頻率很高的高頻交流脈沖信號)2 i. Z  H+ A. ]/ ~) m

6 u/ D6 _3 x! h- L8 `開關(guān)電源和線性電源   和早期線性調(diào)節(jié)原理的電源相比下來,開關(guān)電源的工作效率會高很多,損耗。òl(fā)熱),而且體積和重量可以更小,所以開關(guān)電源的應(yīng)用范圍越來越多。
3 E: X  ~6 ]8 s" u6 s8 e線性電源# g6 n0 h; a" P% F) ^

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這是串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源,是非常早期的電源,缺點(diǎn)較多(有笨重工頻變壓器、效率低、發(fā)熱大,輸入輸出壓差產(chǎn)生的功耗在TR晶體管以熱量形式散出等)
# }' t7 ?! n2 N開關(guān)電源' D7 F; E4 y7 z, b6 i
這就是現(xiàn)在AC-DC開關(guān)電源的原理圖,其中Tr部分就是一個開關(guān),控制開關(guān)的就是后面的脈寬調(diào)制電路 (PWM)/ s& _3 o$ y. O* z, o" V
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; ?: w9 x9 F+ G- m變壓器也從笨重的工頻變壓器改為小體積、重量輕的高頻變壓器,損耗小,效率高。
, ?6 a& \- H: w回歸到開關(guān)電源      AC-DC開關(guān)電源早已在我們生活無處不見,我們用的手機(jī)充電器、電動車、電腦電源、機(jī)頂盒、數(shù)字功放電源等等,都屬于AC-DC開關(guān)電源。
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這些都是我們普通人最容易接觸到的AC-DC開關(guān)電源,他們都是接上220V電源來轉(zhuǎn)換在我們需要的直流電壓(如機(jī)頂盒內(nèi)部是12V直流、筆記本電腦電源或數(shù)字功放有的是19V)。/ x0 e) S6 D/ i) S5 {" @
基本原理:  \2 T; k3 Q: O$ G& t8 `) q6 ]
這種AC-DC開關(guān)電源是將220V交流電轉(zhuǎn)成高壓直流,再經(jīng)過高速開關(guān)變成高頻脈沖信號 ,這個高頻脈沖信號通過高頻變壓器初級傳到了次級繞組(是個交流電源信號),最后經(jīng)過直流濾波得到相關(guān)電壓。0 Z$ E: A+ P. @# Y2 ^/ a, r, J8 N

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AC-DC與DC-DC兩種類型開關(guān)電源AC-DC開關(guān)電源是表示交流轉(zhuǎn)直流,既我們家用的市電220V輸入轉(zhuǎn)成我們要的5V、12V 、24V等直流電源。一般側(cè)重于指接220V的開關(guān)電源。  T# P2 g, D6 f6 Y

5 M2 m0 h' k( l& E- b- ]9 |( ^DC-DC開關(guān)電源表示直流轉(zhuǎn)直流,這一類其實(shí)包含在在AC-DC中,因?yàn)锳C-DC電源前部分是交流轉(zhuǎn)成高壓直流DC,后部分就是將高壓直流轉(zhuǎn)成高頻脈沖信號(交流)再整流濾波得到所需電壓。
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2 e( i; d" _% x# W& e但實(shí)際中說的DC-DC更側(cè)重于指這一類的電源芯芯片。; D- e) P* J" H5 ^) J* Y1 o( K
比如機(jī)頂盒是外面通過AC-DC ,把220V轉(zhuǎn)成直流12V給設(shè)備,但設(shè)備的內(nèi)部其實(shí)還要繼續(xù)將12V轉(zhuǎn)成5V\3.3V \1.8V 等各種電壓給芯片工作,這個里面就是用到了DC-DC芯片實(shí)現(xiàn)。  w" O0 \" K; F
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2 r6 J8 e% F+ N& }' n% Z5 `比如某XT3406開關(guān)電源芯片(DC-DC)$ I8 O1 X+ n5 x  h3 T/ X- `9 z

; V2 d, u9 w/ p* A7 A* W% C! i7 P- @  F# F0 k; B% n) k: }

* ^7 J& V2 G- Q+ n( R注意理解
# s% n% T) C1 _! A& U    幾乎我們所有的電子產(chǎn)品、電氣產(chǎn)品是用直流電來工作,少部分是直接用交流電來工作,我們的電視機(jī)、機(jī)頂盒內(nèi)部的根本是元器件、芯片,他們要的是直流電(比如3.3V、5V 、12V)才能工作,而這些直流電就是先通過交流電AC轉(zhuǎn)過來的。所以也叫AC-DC。搞懂這個本質(zhì),就很助于AC-DC、DC-DC關(guān)系理解。5 `) c% e8 C7 f
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