开关电源是现代电子设备中常用的一种电源。它以现代电力电子技术为基础,将电源变压器、整流滤波电路、稳压电路、控制电路等混合在一起,具有高效率、体积小、重量轻、性能稳定等优点。可应用于各种电子设备中,例如通讯设备、计算机、医疗设备、机器人等。那么,开关电源是如何工作的呢?
开关电源基本上可以分为四个部分:输入滤波电路、直流/直流转换器、输出滤波反馈电路和控制电路。
输入滤波电路:开关电源输入电压一般是220V /50Hz 的交流电,但电路需要直流电,所以需要经过滤波电路将其转换为直流电。滤波电路通常由电阻、电容和电感组成,能够去除电源带来的噪音和杂波,保证电源稳定输出。
直流/直流转换器:开关电源的核心是直流/直流转换器,它可以将输入电压稳定地转换为输出电压。转换器包含一个开关元件和一个变压器,开关元件通过控制,让电源工作于“开、关”状态,变压器将输入电压升高或降低,通过整流和滤波电路获得稳定的直流输出。开关元件的开关频率较高,达到20 kHz 到100 kHz,节约了能源,提高了电源效率。
输出滤波反馈电路:为了使输出电压更加稳定,还需要输出滤波反馈电路。输出滤波电路包括一个电感、一个电容和一个控制元件。这种电路可以减少输出的脉冲噪声,更好地保护负载。
控制电路:控制电路通过反馈电路实时检测电源的输出电压和电流,然后对开关元件的开关频率、占空比进行控制,使开关电源输出的电压稳定,不会因外部信号变化而对设备造成危害。