【導(dǎo)讀】Aswitched-modepowersupply(alsoswitching-modepowersupply,SMPS,orsimply. lowripple.

　　

【正文】 數(shù)。特別控制技術(shù)可以采用下列開關(guān)電源，以迫使平均輸入電流跟蹤正弦形狀的 交流輸入電壓 ， 因此，設(shè)計師應(yīng)設(shè)法糾正功率因數(shù)。一個開關(guān)電源與 DC 輸入并不需要這個階段。一個開關(guān)電源設(shè)計的 AC 輸入 然后變?yōu)?直流供電（ 將 230V 交流 變?yōu)?30V 直流） ， 直流 經(jīng)過整流階段不變。這是可取的協(xié)商，但該手冊在嘗試此動作，盡管大多數(shù)供應(yīng)是有相當?shù)哪芰Φ炔僮?，即使沒有提到的文件中。然而，這種類型的使用可能有害整流階段，因為它只 能利用二極管整流的滿負荷的一半。這可能導(dǎo)致 器件 過熱，并導(dǎo)致 電源受到損害 。 如果開關(guān) 電源在 輸入范圍 內(nèi) 使用，整流器階段通常配置一個電壓 補償 作業(yè)時的低電壓（ ~120VAC）范圍和作為直整流作業(yè)時的高電壓（ ~240VAC） 的范圍。如果開關(guān) 電源沒有在 輸入范圍 內(nèi) 使用， 而 是為了有足夠的靈活性 采用 全波整流 的 下游逆變階段，以 通過 整流器產(chǎn)生廣泛的直流電壓。在高功率 開關(guān)模式電源 ， 有些可以作為自動開關(guān)來使用 。 逆變階段 逆變直流轉(zhuǎn)換階段，無論是直接輸入或從整流階段輸入，要變?yōu)榻涣餍枰ㄟ^一個電源振蕩器，其輸出變壓器有很 少的繞組，頻率為幾十或幾百千赫（ kHz ） 。頻率通常選擇將超過 20 千赫，使人們察覺不到。輸出電壓是光耦合輸入，從而可以非常嚴格的控制。開關(guān)是實施一個多倍放大能力（以實現(xiàn)高增益）的 MOSFET。 MOSFET 的是一種有低導(dǎo)通、高電流能力的晶體管。因為只有最后一個階段有一個大的占空比，可在前幾個階段實施雙極晶體管導(dǎo)致大致相同的效率。第二個最后階段需要一個相輔相成的設(shè)計，在一個晶體管后接一個相同的MOSFET 和一個放電 MOSFET 的。設(shè)計使用一個電阻可以運行大部分的空閑時間，降低效率。所有早期階段不能達到很好 的效率，因為每一個階段功耗都會降低了10 倍，從而早期階段負責最多產(chǎn)生 1％的效率。 電壓轉(zhuǎn)換器和輸出整流器 如果輸出 要與輸入分開，常常作為工作電路提供主電源。逆變 交流是用來驅(qū)動主要繞組的高頻變壓器。這種轉(zhuǎn)換的電壓上升或下降到所需的輸出電平可在其二次繞組。 如果需要輸出直流，糾正變壓器輸出的交流。輸出電壓為 10 伏或 10V 以上的話，常用普通硅二極管。對于較低的電壓，肖特基二極管時常用的整流元件 。它的優(yōu)勢，恢復(fù)時間比硅二極管更快（允許低損耗運行在更高的頻率）和可以在電壓下降時進行。甚至輸出電壓更低的 MOSFET 可 作為同步整流器 。與肖特基二極管相比，它們可將電壓控制在較低范圍。 經(jīng)過整流后的電壓 輸出 較 平滑，然后通過一個電感器和電容器組成的過濾 10 器。對于更高的開關(guān)頻率，較低的電容和電感元件是必要的。 簡單 的說 ，非隔離式電源包含一個電感，而不是變壓器。這種類型 的電源 包括升壓轉(zhuǎn)換器，降壓轉(zhuǎn)換器，以及所謂的升壓轉(zhuǎn)換器。這些屬于最簡單的一類單輸入，單輸出轉(zhuǎn)換器，它利用一個電感器和一個有效的開關(guān)。降低的降壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓 的 比率傳導(dǎo)時間 與 總開關(guān)期間成正比， 這就是 所謂的占空比。例如 ，一個理想的降壓轉(zhuǎn)換器與輸入 為 10 V 運行在 50 ％占空比 ， 將產(chǎn)生平均輸出為5V 電壓 。 反饋控制回路是用來調(diào)節(jié)輸出電壓 ， 通過改變占空比來彌補投入的變化電壓。輸出電壓的升壓轉(zhuǎn)換器總是大于輸入電壓的升壓輸出電壓反轉(zhuǎn)，但可能大于，等于或小于其規(guī)模輸入電壓。這一類的轉(zhuǎn)換器有許多的變化和擴展，但是這三種形式 都是基于 幾乎所有的隔離和非隔離式 DC 直流轉(zhuǎn)換器。通過 增加 第二個電感的 CUK 和 SEPIC 整流器 ，或者通過增加額外的積極開關(guān)，各種橋變換器可以實現(xiàn)。 其他類型的 開關(guān)模式電源是 使用電容二極管電壓倍增 而 不是電感器和變壓器。這些都是主要用于產(chǎn)生高電壓低電流 （克羅夫特 沃爾頓發(fā)電機 ） 。低電壓變異被稱為電荷泵。 條例 監(jiān)測反饋電路的輸出電壓，并與它的參考電壓相比較，期望設(shè)置手動的或電子的輸出。如果有一個錯誤的輸出電壓，反饋電路補償調(diào)整的時機與該 MOSFET的是接通或關(guān)斷。這部分的電力供應(yīng)被稱為開關(guān)穩(wěn)壓器。根據(jù)安全設(shè)計的要求，控制器可能不會只包含一個孤立的隔離機制（如光耦合器）直流輸出。電腦，電視機和錄像機用品的開關(guān)電源中的光耦合器嚴格控制輸出電壓。 開環(huán)監(jiān)管沒有反饋電路。相反，他們依賴于持續(xù)恒定電壓和輸入變壓器或電感，并承擔的輸出將會是正弦的。設(shè)計調(diào)節(jié)補償寄 生電容的變壓器或線圈。單極設(shè)計也彌補磁滯回的核心。 反饋電路需求的運行功率，然后才可以發(fā)電，從而增加非開關(guān)電源。 變壓器設(shè)計 開關(guān)電源變壓器的運行在高頻率。大部分的線性電源成本節(jié)?。ㄓ止?jié)省空間）在來自這樣一個事實，即高頻變壓器使用的頻率是遠小于 50/60 赫茲。 有幾個不同的設(shè)計，變壓器 50 赫茲與 500 千赫。首先低頻變壓器傳輸能量通常通過其核心（軟鐵） ，而（通常鐵氧體）核心的高頻變壓器限制泄漏。由于一個開關(guān)電源波形在一般高速（脈寬調(diào)制方波），線路必須能夠支持高次諧波的基頻由于集膚效應(yīng)，這是一個功率損耗 的主要來源。 功率因數(shù) 簡單線性開關(guān)式電源納入一個簡單的全波整流電路連接到一個大型能源儲外文翻譯 11 存電容器。這種開關(guān)電源目前來自 AC 線短脈沖的瞬時電壓超過電源電壓在此電容。在余下的部分交流周期電容器提供能源的電力供應(yīng)。 最后，輸入電流等基本開關(guān)式電源的高次諧波含量和相對較低的功率因數(shù)。這造成額外的負荷效用線，增加暖氣的實用變壓器和標準交流電動機，并可能引起的穩(wěn)定性問題在一些應(yīng)用，如在應(yīng)急發(fā)電機系統(tǒng)或飛機的發(fā)電機。諧波可以刪除通過使用濾波器的過濾，但非常昂貴，以及電力企業(yè)可能需要一個非常低的功率因數(shù)，以購買和安裝 過濾現(xiàn)場。 在 2021 年歐洲聯(lián)盟實施的標準 IEC/EN6100032 設(shè)限的諧波的交流輸入電流諧波的第 40 次以上的設(shè)備 75 美國標準的定義四類設(shè)備根據(jù)其類型和電流波形。最嚴格的限制（ D 類）都建立了個人電腦，電腦顯示器，電視接收器。為了符合這些要求的現(xiàn)代開關(guān)模式電源供應(yīng)器通常包括一個額外的功率因數(shù)校正（ PFC ）的階段。 把目前的監(jiān)管提高階段后，直升機離線整流器（收取存儲電容器）可幫助正確的功率因數(shù)，但增加了復(fù)雜性（和成本） 。 Quasiresonant 諧振 /開關(guān) 一個諧振 /零電壓開關(guān)（零電流 /零 電壓）是一種設(shè)計的“每個開關(guān)周期提供了一個量化 39。包 39。的能量轉(zhuǎn)換器輸出，并切換開啟和關(guān)閉發(fā)生在零電流和電壓，導(dǎo)致基本上無損開關(guān)。 “ 效率 較高的輸入電壓在同步整流模式轉(zhuǎn)換過程中更有效率。較高開關(guān)頻率允許元件尺寸縮小，但遭受的射頻（ RF ）性能另一方面。耗電量的控制器也必須加以考慮。 應(yīng)用 開關(guān)模式電源的產(chǎn)品在國內(nèi)也有很多應(yīng)用，如將它們大量應(yīng)用與個人電腦中，這意味著它們可以適用于世界各地的電路中，額定頻率從 50 赫茲到 60 赫茲，電壓從 100 伏至 240 伏（雖然可能需要手動調(diào)節(jié)開關(guān)電壓范圍）。他們將在實踐中 適用于更廣泛的頻率范圍，而且往往也可以由直流電源供電。 2021 年，在英特爾開發(fā)商論壇，谷歌工程師建議使用一個單一的 12 V 電源在 PC ，高效率的開關(guān)模式用品直接在 PCB 上。 最現(xiàn)代化的臺式和筆記本電腦已經(jīng)有一個 DCDC 轉(zhuǎn)換器在主板上，電壓從電源或電池送往核心 CPU， CPU 的最低電壓為 V，到 2021 年臺式電腦的 CPU 電壓在 ~ 之間。大多數(shù)筆記本電腦也有一架 DC AC 變換器加緊電壓由電池來驅(qū)動背光，通常約 1000 Vrms 。 某些應(yīng)用程序，如在汽車行業(yè)，普通汽車經(jīng)常使用 12 伏直流電 ，在某些工 12 業(yè)環(huán)境中，直流電源選擇，以避免哼聲和干涉和易用性的一體化電容器和電池用來緩沖的電壓。大多數(shù)小飛機使用 28 伏直流電，但大型飛機像波音 747 通常使用了 90 千伏安 3 相 200 V 交流 400 赫茲，但他們往往有一個直流母線以及。即使像戰(zhàn)斗機 F 16 型使用 400 Hz 電源。于 MD 81 飛機有二百分之一百一十五交流 V 400 赫茲和 28 V 直流電源系統(tǒng)產(chǎn)生的 3 個 40 千伏安交流發(fā)電機。直升機還使用 28 伏直流電系統(tǒng)。一些潛艇像蘇聯(lián)阿爾法級潛艇利用兩個同步發(fā)電機提供一個變量三相電流， 2 1500 千瓦， 400 伏， 400 赫茲。航天飛機使用的燃料電池發(fā)電 3 30 36 伏直流電。有些被轉(zhuǎn)換成 400 赫茲交流電源和 28 V 直流電源。在國際空間站使用 120 伏直流電源。大卡車使用 24 伏直流電。 另見：航空電子設(shè)備，飛機地面支持 如電視機，例如，一個可以測試的出色調(diào)節(jié)電源使用 variac 。例如，在一些模型所作的飛利浦，電源啟動時，電壓達到 90 伏特。從那里，人們可以改變電壓的 variac ，并前往低至 40 伏特，高 260 （稱為這種情況下，電壓為 360 ） ，圖像將顯示絕對沒有任何改變。 術(shù)語 開關(guān)模式這個詞開始作 為術(shù)語應(yīng)用還是很廣泛的，直到摩托羅拉將其注冊為商標，將這種開關(guān)模式的電源市場化，并開始強化他們的商標。開關(guān)式電源，開關(guān)電源，開關(guān)穩(wěn)壓器，并指這種類型的電力供應(yīng)。