开关电源工作原理详解

核心提示开关电源顾名思义就是利用电子开关器件,通过控制电路,使电子开关器件实现接通和开关,以到达对电压的调节和自动稳定,开关电源相比传统的电源相比,成本更低,而输出功率更高,所以开关电源具有更广阔的市场发展前景,深受广大朋友的喜爱,大家对开关电源的

 

开关电源顾名思义就是利用电子开关器件,通过控制电路,使电子开关器件实现接通和开关,以到达对电压的调节和自动稳定,开关电源相比传统的电源相比,成本更低,而输出功率更高,所以开关电源具有更广阔的市场发展前景,深受广大朋友的喜爱,大家对开关电源的工作原理都了解多少呢接下来就为大家具体的讲解开关电源工作原理的相关内容。

  

开关电源工作原理解析

对于热爱电源物理的人来所,其实还是很好理解开关电源工作原理的,在线性电源中,功率晶体管在工作,而线性电源中导致闭合或者是断开的则是PWM开关电源,在闭合、断开两种的状态之下,加上功率晶体管的电压是比较小的,就会成产很大的电流,关闭开关电源的时候,则是反过来的,电压大,而电流就会特别的小,而控制开关电源工作原理的控制器,就是为了能够更好的保持稳定性,从而给人们的生活环境带来安全。

  开关电源工作条件

除了以上讲述的开关电源工作原理之外,而开关电源工作原理在运行的时候,开关电源也是一定的工作条件的,比如开关,在工作的时候,不是线性状态,而是在电子电器工作之下呈现开关状态;另外,直流,开关电源在工作时候,是直流,不是交流;最后一个开关电源的高频,在电子电器工作状态之下,是高频,而不是接近于工作的低频状态哦!在开关电源工作原理中,这些工作条件是一定的。

  开关电源主要特点

每一样产品的诞生,都有它独自存在的主要特点,就连开关电源也是一样的。那么除了以上不同的开关电源工作原理之外,开关电源主要的特点是什么呢首先从外观上看,重量较轻、体积较小,因为没有采用工频变压器,所以开关电源的重量、体积只有线性电源的百分之二十到百分之三十左右;另外还有一个非常重要的特点,从开关电源工作原理上看,效率较高、耗能较小,所采用的功率晶体管无论是在闭合、断开的状态,转化效率非常之高,一般为60%到70%左右,而线性电源状态之下在30%到40%左右。

这种采用闭合回路系统的高频开关电源在目前的市场之中,还可以根据结构分为主动式PFC设计的电源和被动式PFC设计的电源两种。因为主动式PFC设计的电源比被动式PFC设计的电源的生产成本高,所以我们可以简单的认为,主动式PFC设计的电源是相对比较高端的电源,而被动式PFC设计的电源是比较低端的电源。下面我们将主要讲解主动式PFC开关电源工作原理。

主动式PFC开关电源:主动式PFC电路通常使用两个功率MOSFET开关管。这些开关管一般都会安置在一次侧的散热片上。为了易于理解,我们用在字母标记了每一颗MOSFET开关管:S表示源极(Source)、D表示漏极(Drain)、G表示栅极(Gate)。

主动式PFC开关电源:PFC二极管是一颗功率二极管,通常采用的是和功率晶体管类似的封装技术,两者长的很像,同样被安置在一次侧的散热片上,不过PFC二极管只有两根针脚。PFC电路中的电感是电源中最大的电感;一次侧的滤波电容是主动式PFC电源一次侧部分最大的电解电容。主动式PFC控制电路通常基于一颗IC整合电路。

通过小编对开关电源工作原理的相关介绍,大家对开关电源工作原理有没有更多的了解和认识呢开关电源主要分为主动式和被动式电源两种,针对不同的开关电源类型来了解不同的工作原理,如果我们掌握了开关电源工作原理的话,对于我们生活中的应用非常重要,当今电子信息产业中开关电源应用领域非常的广泛,开关电源工作原理就结束了,希望大家能够有更多的收获。

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电源里的PFC是干什么用的?

PFC:功率因数校正器,有主动式PFC和被动式PFC之分。

主动式PFC本身就相当于一个开关电源,通过控制芯片驱动开关管对输入电流进行“调制”,令其与电压尽量同步,其功率因素校正值可以达到98%以上,因此通常采用主动式PFC电路的电源其能源转换效率都在70%以上,远远超过一般被动式PFC电路的;不过,其成本较高,差不多占去整个电源的整体成本的2至3成。被动式PFC电路的功率因素校正值一般只在60%至70%,能源转换效率低于50%。

举个例子来说,如果一款采用主动式PFC的300W电源,其能源转换效率为70%,那么它只需要428W的交流电;相反,一个采用被动式PFC的低效率300W电源,若其能源转换效率仅有40%,那么就需要750W交流电方能输出300W直流电给电脑,整整浪费了322W电力。

因此,选择节能型的电源必须首选采用主动式PFC电路设计的电源。

PFC电路的工作原理

PFC的英文全称为“Power Factor Correction”,意思是“功率因数”,指的是有效功率与总耗电量之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因素值越大,代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种,一种为被动式PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。

PFC电路的工作原理是由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专用IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。

自从用电器具从过去的感性负载(早期的电视机、收音机等的电源均采用电源变压器的感性器件)变成带整流及滤波电容器的容性负载后,其功率因素补偿的含义不仅是供电的电压和电流不同相位的问题,更为严重的是要解决因供电电流呈强脉冲状态而引起的电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题。

这就是在上世纪末发展起来的一项新技术(其背景源于开关电源的迅速发展和广泛应用)。其主要目的是解决因容性负载导致电流波形严重畸变而产生的电磁干扰(EMl)和电磁兼容(EMC)问题。

所以现代的PFC技术完全不同于过去的功率因数补偿技术,它是针对非正弦电流波形畸变而采取的,迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹,并使电流和电压保持同相位,使系统呈纯电阻性技术(线路电流波形校正技术),这就是PFC(功率因数校正)。

扩展资料

在有滤波电容的整流电路中,供电电路的电压和电流波形完全不同,电流波形;在短时间内呈强脉冲状态,极管导通角小于1800(根据负载R和滤波电容C的时间常数而决定)。

该电路对于供电线路来说,由于在强电流脉冲的极短期间线路上会产生较大的压降(对于内阻较大的供电线路尤为显著)使供电线路的电压波形产生畸变,强脉冲的高次谐波对其它的用电器具产生较强的干扰。

为了抑止电流波形的畸变及提高功率因数,现代的功率较大(大于85W)具有开关电源(容性负载)的用电器具,必须采用PFC措施,PFC有;有源PFC和无源PFC两种方式。

不使用晶体管等有源器件组成的校正电路。一般由二极管、电阻、电容和电感等无源器件组成,向目前国内的电视机生产厂对过去设计的功率较大的电视机。

在整流桥堆和滤波电容之间加一只电感(适当选取电感量),利用电感上电流不能突变的特性来平滑电容充电强脉冲的波动,改善供电线路电流波形的畸变,并且在电感上电压超前电流的特性也补偿滤波电容电流超前电压的特性,使功率因数、电磁兼容和电磁干扰得以改善。

-PFC (功率因数校正)

 
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