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    AC/DC開關電源簡介

    發布時間:2022-12-15 來源:MORNSUN 責任編輯:wenwei

    【導讀】隨著電力電子技術的發展和創新,AC/DC開關電源已基本取代線性電源,朝著小型、輕量和高效的方向發展。目前,開關電源是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的關鍵部分,被廣泛應用于各行各業的電子設備。本文將詳細介紹開關電源的發展歷程、工作原理及作用。面對眼花繚亂的AC/DC開關電源,我們應該如何選型?


    一、 開關電源優勢


    開關電源:是電源供應器的一種,開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。


    開關電源在70年代開始取代線性電源,隨著技術的發展、法規的完善,開關電源也越來越通用,在很多場合已經完全取代線性電源,開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。


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    圖1  AC-DC開關電源


    1.AC/DC線性電源


    假設需要一款輸出12Vdc產品,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轉換為8.5Vac,


    ②使用D1和C1進行整流濾波,則8.5Vac×1.414=12Vdc,實現將交流電壓轉換成直流電壓。


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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開關電源


    假設需要一款輸出12Vdc產品,常見的AC/DC開關電源(反激)如圖5,


    ①通過BD1和C1整流濾波,將220Vac轉換成311Vdc;


    ②通過Q1高頻開關(常見頻率65Khz),將能量分成很多小份;


    ③在Q1關斷時,D1導通,經C2濾波整流成12Vdc。


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    圖5  AC-DC開關電源(反激)


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    圖6  AC-DC開關電源(機殼)


    3.AC-DC線性電源和開關電源差別


    通過觀察圖7可知,線性電源和開關電源的區別是:


    ①線性電源變壓器電流大,頻率小;


    ②開關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  線性和開關電源變壓器電流對比




    由變壓器計算公式12.png可知:


    ΔB:磁感應強度,判斷變壓器是否工作在飽和狀態的值;


    I:變壓器初級回路電流;    Lp:變壓器初級線圈電感量;


    Ae:變壓器磁芯截面積;    Np:變壓器初級線圈匝數。


    線性變壓器初級電流比開關變壓器初級電流大很多,那線性變壓器必須做到以下幾點:


    ①ΔB必須做的更大,多數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;


    兩者的優劣勢可以總結如下:


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    表1 AC-DC線性電源和開關電源對比


    二、典型應用剖析


    圖2是直流充電樁的系統應用框圖,系統模塊需要有外部供電才能實現正常運轉,而外部供電的電壓需要在模塊工作電壓范圍內,為了得到這個電壓,就需要有實現電壓轉換的裝置,這就是“電源”的作用。


    同時,系統需要多個電壓供電,采用AC/DC開關電源將大大減小體積和重量,提高系統效率,同時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定,系統可靠性進一步提高。


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


    ③24V轉12V給監控單元供電; ④24V轉5V給單片機供電


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    圖2  直流充電樁供電系統


    三、 AC/DC開關電源選型指南


    AC/DC開關電源應用廣泛,由此衍生出了各式各樣的AC/DC開關電源。如何選擇一款正確、合適的電源,是行業的一大難題。為此,金升陽總結歸納一份選型指南:①按封裝分類②按行業分類。第一類以應用場景出發,根據實際工況需求針對性選擇不同封裝的AC/DC開關電源;第二類則是立足于行業的精細化需求,選擇滿足認證的行業專用電源。


    1.按封裝分類


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    2.按使用行業分類


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    選對電源不僅節省后期維護成本,而且有利于提升設備競爭力和品牌力,不同應用場景選用合適且可靠的產品設計才是關鍵。金升陽AC/DC開關電源布局完善,產品功能齊全,可滿足不同工況、不同行業的需求。


    未來,AC/DC開關電源仍會以“小型化,數字化”為核心思路發展。金升陽快速響應,堅持以技術創新謀發展,致力為各行業提供更穩定可靠的AC/DC開關電源。



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