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AC/DC開關(guān)電源簡(jiǎn)介

發(fā)布時(shí)間:2022-12-15 來源:MORNSUN 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,AC/DC開關(guān)電源已基本取代線性電源,朝著小型、輕量和高效的方向發(fā)展。目前,開關(guān)電源是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的關(guān)鍵部分,被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的電子設(shè)備。本文將詳細(xì)介紹開關(guān)電源的發(fā)展歷程、工作原理及作用。面對(duì)眼花繚亂的AC/DC開關(guān)電源,我們應(yīng)該如何選型?


一、 開關(guān)電源優(yōu)勢(shì)


開關(guān)電源:是電源供應(yīng)器的一種,開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。


開關(guān)電源在70年代開始取代線性電源,隨著技術(shù)的發(fā)展、法規(guī)的完善,開關(guān)電源也越來越通用,在很多場(chǎng)合已經(jīng)完全取代線性電源,開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。


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圖1  AC-DC開關(guān)電源


1.AC/DC線性電源


假設(shè)需要一款輸出12Vdc產(chǎn)品,常見的AC/DC線性電源(變壓器)如圖3,


①使用工頻變壓器U1,將工頻50Hz,220Vac轉(zhuǎn)換為8.5Vac,


②使用D1和C1進(jìn)行整流濾波,則8.5Vac×1.414=12Vdc,實(shí)現(xiàn)將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。


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圖3  AC/DC線性電源(變壓器)


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圖4  線性電源變壓器


2.AC/DC開關(guān)電源


假設(shè)需要一款輸出12Vdc產(chǎn)品,常見的AC/DC開關(guān)電源(反激)如圖5,


①通過BD1和C1整流濾波,將220Vac轉(zhuǎn)換成311Vdc;


②通過Q1高頻開關(guān)(常見頻率65Khz),將能量分成很多小份;


③在Q1關(guān)斷時(shí),D1導(dǎo)通,經(jīng)C2濾波整流成12Vdc。


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圖5  AC-DC開關(guān)電源(反激)


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圖6  AC-DC開關(guān)電源(機(jī)殼)


3.AC-DC線性電源和開關(guān)電源差別


通過觀察圖7可知,線性電源和開關(guān)電源的區(qū)別是:


①線性電源變壓器電流大,頻率小;


②開關(guān)電源將能量平均分成很多小份,所以變壓器電流小,頻率高;


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圖7  線性和開關(guān)電源變壓器電流對(duì)比




由變壓器計(jì)算公式12.png可知:


ΔB:磁感應(yīng)強(qiáng)度,判斷變壓器是否工作在飽和狀態(tài)的值;


I:變壓器初級(jí)回路電流;    Lp:變壓器初級(jí)線圈電感量;


Ae:變壓器磁芯截面積;    Np:變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)。


線性變壓器初級(jí)電流比開關(guān)變壓器初級(jí)電流大很多,那線性變壓器必須做到以下幾點(diǎn):


①ΔB必須做的更大,多數(shù)使用矽鋼片和硅鋼片,體積需要做的更大,磁芯損耗大;


②Np需要繞的更多圈,線損高;


兩者的優(yōu)劣勢(shì)可以總結(jié)如下:


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表1 AC-DC線性電源和開關(guān)電源對(duì)比


二、典型應(yīng)用剖析


圖2是直流充電樁的系統(tǒng)應(yīng)用框圖,系統(tǒng)模塊需要有外部供電才能實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn),而外部供電的電壓需要在模塊工作電壓范圍內(nèi),為了得到這個(gè)電壓,就需要有實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換的裝置,這就是“電源”的作用。


同時(shí),系統(tǒng)需要多個(gè)電壓供電,采用AC/DC開關(guān)電源將大大減小體積和重量,提高系統(tǒng)效率,同時(shí)輸出紋波和電壓精度性能好,給到后端BMS、MCU和顯示屏的電壓更加穩(wěn)定,系統(tǒng)可靠性進(jìn)一步提高。


①220Vac轉(zhuǎn)12V給BMS單元供電; ②220Vac轉(zhuǎn)24V給顯示屏供電


③24V轉(zhuǎn)12V給監(jiān)控單元供電; ④24V轉(zhuǎn)5V給單片機(jī)供電


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圖2  直流充電樁供電系統(tǒng)


三、 AC/DC開關(guān)電源選型指南


AC/DC開關(guān)電源應(yīng)用廣泛,由此衍生出了各式各樣的AC/DC開關(guān)電源。如何選擇一款正確、合適的電源,是行業(yè)的一大難題。為此,金升陽總結(jié)歸納一份選型指南:①按封裝分類②按行業(yè)分類。第一類以應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā),根據(jù)實(shí)際工況需求針對(duì)性選擇不同封裝的AC/DC開關(guān)電源;第二類則是立足于行業(yè)的精細(xì)化需求,選擇滿足認(rèn)證的行業(yè)專用電源。


1.按封裝分類


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2.按使用行業(yè)分類


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選對(duì)電源不僅節(jié)省后期維護(hù)成本,而且有利于提升設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力和品牌力,不同應(yīng)用場(chǎng)景選用合適且可靠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)才是關(guān)鍵。金升陽AC/DC開關(guān)電源布局完善,產(chǎn)品功能齊全,可滿足不同工況、不同行業(yè)的需求。


未來,AC/DC開關(guān)電源仍會(huì)以“小型化,數(shù)字化”為核心思路發(fā)展。金升陽快速響應(yīng),堅(jiān)持以技術(shù)創(chuàng)新謀發(fā)展,致力為各行業(yè)提供更穩(wěn)定可靠的AC/DC開關(guān)電源。



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