关于电源的浅浅而谈1

只看该作者 · 2023-3-27 22:25

一、开关电源是怎么工作的呢？大概的电路如下图，分析如下

开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源。其工作原理是利用开关管的导通和截止来控制输入电压的大小和方向，从而实现变换输出电压的目的。
举例来说，一台电脑使用的开关电源，其工作方式如下：
1.交流电输入：当电脑插上电源后，交流电会通过电源线输入到开关电源中。
2.整流滤波：交流电经过整流桥后变成带有波纹的直流电，然后通过电容滤波，将波纹变为平稳的直流电。
3.开关变换：经过整流滤波后的直流电进入开关电源的变换器中，变换器中的开关管会按照一定的频率进行导通和截止，从而控制输入电压的大小和方向，实现变换输出电压的目的。
4.输出电压调节：变换后的电压需要经过输出电路进行调节，以满足电脑各个部件的电压需求。
5.保护措施：开关电源还会设置过流、过压、短路等保护措施，保证电脑的安全使用。
总的来说，开关电源的工作原理是利用开关管的导通和截止来控制输入电压的大小和方向，从而实现变换输出电压的目的。

二、开关电源和线性电源的差异。

开关电源和线性电源是两种不同的电源类型，它们的工作方式有很大的区别。
1. 工作原理
线性电源的工作原理是将交流电转换为直流电，通过变压器降压、整流、滤波等步骤来实现。而开关电源则是通过开关管的开关控制，将直流电转换为高频脉冲电流，再通过滤波、变压器等步骤来实现直流电的输出。
2. 效率
由于开关电源采用高频脉冲电流来实现电压转换，其效率比线性电源高得多。线性电源的效率通常在50%左右，而开关电源的效率可以达到90%以上。
3. 体积和重量
由于开关电源采用高频脉冲电流，其输出电压和电流可以通过变压器和滤波器来实现，因此开关电源的体积和重量比线性电源小得多。
4. 稳定性
由于开关电源采用高频脉冲电流，其输出电压和电流波形可能存在一定的谐波，因此开关电源的稳定性比线性电源稍差一些。
5. 成本
由于开关电源采用先进的控制技术和高频器件，其成本比线性电源高得多。
综上所述，开关电源和线性电源各有优缺点，应根据具体应用需求选择适合的电源类型。

三、开关电源的开关损耗是怎么产生的？温升有哪些危害，如何控制温升？
开关损耗是由于开关管在导通和截止过程中的电流和电压变化引起的能量损失。在导通过程中，开关管会有一定的电阻，电流通过时会产生热量，这就是导通损耗；在截止过程中，开关管的电容会放电，也会产生热量，这就是截止损耗。
要控制温升，可以从以下几个方面入手：
a. 选择合适的开关管，尽量降低开关管的导通和截止损耗；
b. 优化电路设计，尽量减小开关管的工作电流和电压；
c. 采用散热措施，如散热片、风扇等，加强散热能力；
d. 控制电路的开关频率，避免过高的频率导致开关管过热。
温升对系统有以下几个危害：
a. 开关管温度过高会导致器件寿命缩短，甚至烧毁；
b. 温升过高会导致电路的稳定性下降，影响系统的工作效率和可靠性；
c. 温升过高还会导致电路中其他元器件的寿命缩短，影响整个系统的寿命。