開關(guān)電源的定義與小功率通用開關(guān)電源的原理等詳細資料講解

　　該開關(guān)電源共選用3片主要的集成 電路——T0P249Y型 6端單片開關(guān)電源、線性光耦合器 PC817A及可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器 TL431。利用 TOP249Y型 6端單片開關(guān)電源的 PWM技術(shù)控制開關(guān)的 占空比來調(diào)整輸 出電壓的，以達到穩(wěn)定輸 出的 目的。

　　顧名思義 ，開關(guān) 電源的核心為 電力 電子 開關(guān) 電路 ，根據(jù)負載對 電源提出的輸 出穩(wěn)壓或穩(wěn) 流特性 的要 求 ，利用反饋 控制電路 ，采 用 占空 比控制方法，對開關(guān)電路進行控制 。

　　40多年來 ，開關(guān) 電源經(jīng)歷 了三個重要發(fā)展階段 ：第一個 階段是功 率半導體器件從 雙極型器 件 （BPT、SCR、GT0）發(fā)展 為 MOS型器件 （功 率 MOS—FET、IGBT、IGCT等），使 電力 電子系統(tǒng)有 可能 實現(xiàn)高 頻化 ，并 大幅度降低導通損耗 ，電路也更為簡單 。第二個階段 自20世紀 8O年代開始 ，高頻化和軟開關(guān)技 術(shù)的研究 開發(fā) ，使 功率 變換器性 能更好 、重量 更輕 、尺寸更小。高頻化和軟開關(guān)技 術(shù)是過去 20年 國際電力 電子界 研究的熱點之一。第三個階段從 20世紀 9O年代 中期開始 ，集成 電力電子系統(tǒng)和集成電力電子模塊 （IPEM）技術(shù) 開始發(fā)展 ，它是 當今 國際 電力 電子界亟待解決的新問題之一 。

　　開關(guān)電源的特點 ：一是效率 高。采用 占空 比控 制的開關(guān) 電源 ，在理想情況下 ，只進行能量 的變換而沒有損耗 。實際上電路中開關(guān)器件存在通態(tài)壓降 、斷態(tài)漏電流 、開關(guān)損耗等非理想 因素 ，電感和電容元件也有等效串聯(lián) 電阻和漏電流等非理想因素 ，所以存在損耗 。但電路 的總效 率仍能達到 85％ ～98％ ，遠遠高于靠動態(tài)電阻調(diào)節(jié)的線性 電源 ，通常 比相控電源的效率也要高些。二是體積小 、重量輕。開關(guān) 電源采用較高 的開關(guān)頻率 ，一般高于 20kHz這一人耳 的聽覺極限。 因此 電路 中的 電感 、電容等濾波元件 和變壓器都大大減少 。而線 性電源和相控 電源通常都 需要采用很大的濾波元件和笨重龐大 的工頻變壓器 。所 以在同等功率 的條件下 ，開關(guān)電源 的體積 和重量 僅為線性 電源和 相控 電源 時的 1／10。另外 ，開關(guān)電源 的效率較高 ，需要的散熱器也較小 ，這在很大程 度上減小 了體積和重量。同時 ，還節(jié)省了很多硅鋼 片、銅 、鋁等原材料。因為具有這些優(yōu)點 ，開關(guān) 電源的應用越來越廣泛 ，大有取代線性 電源和相控 電源 的趨勢 。值得注意的是 ，開關(guān) 電源 的輸出噪聲 和紋波一般 比線性 電源大 ，所 以在需要非常低 的噪聲與紋波 （如紋波峰峰值要小 于 5～10mV）的情況下 ，仍需要線性電源 ，由于大功率全功 率非常大 （1MW 以上）時 ，仍需采用相控 電源。但 隨著控制技術(shù)和元器件技術(shù) 的不斷發(fā)展 ，開關(guān) 電源的各方面的性能都在不斷提高，容量也在不斷擴大。

　　開關(guān) 電源的高頻化是 電源技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù) ，高頻化帶來 的效益是使開關(guān) 電源裝置空前地小型化 ，并使開 關(guān)電源進入 更廣泛 的領域 ，特別是在高新技術(shù)領域 的應用 ，推 動 了高 新技術(shù) 產(chǎn) 品的小型 化、輕便 化。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應用在節(jié)約資 源及保護環(huán)境 方面都具有 深遠的意義。開關(guān) 電源 的技術(shù)追求和發(fā)展趨勢可以概括為以下 四個 方面 ：小型化 、薄型化 、輕量化 、高頻化 ；高可靠性 ；低噪聲 ；采用計算 機輔助設計和控制——采用 CAA和 CDD技術(shù)設計最新變換拓撲和最佳參 數(shù) ，使開關(guān)電源具有最簡結(jié)構(gòu)和最佳工況 。