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福建22选5奖池: 開關電源-入門至可用 第一篇章

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樓主
發表于 2019-7-19 04:39:24 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
2年前的18日,我和本站站長承諾過會寫下這么一篇教程。但是由于各種原因,一直拖到了今天才寫,剛好2年零一天。承諾就是承諾,當然這個坑是挖下來了,填的話可能很難。我就盡自己的綿薄之力,小小的推動一下歷史的進程,做一點微小的貢獻吧。


本系列教程的主要目的是為各位愛好者提供開關電源入門的一些基礎知識,由于本人才學疏淺,所以此教程并不會非常深入的講解,最終目的也僅限于能讓各位認真學習過本教程的愛好者能夠理解并自行設計較為常見并且要求不高的開關電源。


注:此教程需要觀看者具有一定的電路基礎,例如常見半導體器件與電容、電阻與電感基礎知識的掌握,電流狀態的理解等。此為第一篇章,主要目的為掃盲,如果擁有相關基礎的觀看者可跳過。


電源,電能的源頭,指的是為電氣設備供給電能的裝置。那么,什么是開關電源?

一般來說,常見的電源可以粗略的分為兩大類:線性電源與開關電源。首先,我們從線性電源講起。

這是一個非常經典的線性電源。

電能首先進入變壓器,變為低壓,經過整流橋后經過電容濾波,就是電壓波紋較為平穩的直流了。但是這樣的電很可能高于我們所需要的電壓,怎么辦?

電阻是一個很不錯的元件,也比較適合拿來降壓。但是如果我們需要較為穩定的電壓應該怎么辦?

也許我們可以使用可調電阻,當電壓變化時去調整可調電阻。

但是可調電阻通常允許電流都比較小,大電流的可調電阻較為龐大,我們也不可能7*24小時守在旁邊去調整電阻,更何況有些時候電源電壓的變化率高于人的反應速度,這很可能導致大家都不愿意看到的后果。

于是,出現了使用晶體管代替可調電阻的電路。

將一個晶體管串聯在供電線路當中,并加上穩壓二極管與電阻組成的基準電路提供基準電壓、電阻組成的電壓取樣部分、半導體器件組成的誤差放大部分。這樣,當輸入的電壓變化時,串聯在供電線路中的晶體管可以根據上述組成部分得知電壓變化,從而調整自身的的壓降,達到穩定電壓的目的。

那么,你會滿足于此嗎?

這種電源的缺點非常顯著,由于晶體管工作在線性放大或是可調電阻區,晶體管上所產生的的壓降全都變成了熱量散發出去。例如上述電路輸入12V 1A,輸出5V 1A,那么中間將會有12-5=7V 1A的電能,也就是7W的功率被消耗在了晶體管上。在小壓差小電流的電路中或許這些問題并不顯著,但是當電流上升到了5A,10A時,當壓差上升到了20V,30V時,在晶體管上變成熱量的電能將會非??曬?,而你卻只能望著這些能量被白白浪費掉而不能做些什么,更不提其需要的龐大的散熱系統了。

那么,這些問題會有方法解決嗎?

當晶體管工作在飽和區時,損耗相當小,僅為兩個NP節的壓降或是自身的導通阻抗乘以當前電流。

當晶體管工作在截止區時,損耗幾乎可以忽略不計。

晶體管沒有普通機械開關那樣的機械損耗,而且可以相當快速的開關。

基于這樣的特性,我們可以把晶體管當做一個高速開關。

當晶體管按一定的時間不停的導通以及關閉時,輸入電壓就被割走了一部分,變成了脈沖直流。這時候,后者能夠供給給負載的電能就更少了,當我們通過控制晶體管的開啟或是關閉時間,那么能夠提供給負載的電能也會隨著這些而改變,簡單來說,當開啟的時間越長,關閉的時間越短,那么能夠供給給負載的電能就越多,反之亦然。

而且因為晶體管大部分時間都工作在飽和或是截止區,損耗相當小。

最后經過電容以及電感濾波,就變成了負載需要的電壓與電流。

由于晶體管不斷地導通與關斷,像是開關一樣,于是這類電源就被稱之為開關電源。

沙發
發表于 2019-7-20 19:56:31 | 只看該作者
開關電源有boost非隔離升壓,buck非隔離降壓,SEPIC單管式升降壓,buck-boost雙功率管加雙二極管升降壓等。
板凳
發表于 2019-7-29 09:30:37 來自手機 | 只看該作者
好貼      
地板
發表于 2019-7-30 09:38:59 | 只看該作者
5#
發表于 2019-11-6 09:28:23 來自手機 | 只看該作者
學習了
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