開關電源：開關電源的歷程及基本介紹
2021-01-16 11:19
電能是普遍存在的一種能量形式，在我們工作和生活中的方方面面都涉及電能的應用。工業中的用電設備需要電能才能正常運轉，例如電動機、電焊機。民用產品中的電視機、電風扇、手機以及空調同樣需要電能。而電能的應用則需要電源的轉換來滿足不同的用電設備的要求。
電源根據工作原理的不同可以分成兩類 ：即線性電源和開關電源。最早出現的是線性電源，它具有原理簡單的特點，但是它的效率比較低，體積比較大，所以開關電源應運而生。像一些常用的開關電源輸出電壓有12v開關電源、24v開關電源等。
開關電源的由來：
在 20 世紀 50 年代由于客觀因素的制約，火箭需要體積小而且重量輕的電源。所以美國宇航局研制了開關電源。這只是開關電源發展歷程的開端。后來隨著生產力和科學技術的發展，開關電源逐漸由航空航天領域的應用向工業領域應用轉化，并且又在工業領域大量應用以后，開關電源又向民用產品的應用發展。
開關電源技術快速的發展期始于 20 世紀 70 年代，電力電子理論的建立與完善為開關電源的發展提供了一個良好的理論基礎。但是在應用初期，產品存在開關頻率較低、功率密度較低、可靠性較差的缺點。因此，在此之后開關電源的發展主要是針對前面所說的缺點進行改變改善與發展。經過不斷的探索，以及新的元器件和新的理論知識的補充完善，讓開關電源技術變的更加成熟、更適用于各種領域。我國從 1994 年開始率先在通信領域推廣并使用開關電源。經過二十幾年的實踐證明，開關電源在軍工科技、工農業生產、人們的日常生產生活中起到了重要的作用。
開關電源的基本結構：
開關電源的典型結構如圖所示
1.主電路
交流電進入電源首先經過整流和濾波轉變為高壓直流 電，再經過開關電路和高頻開關變壓器轉為高頻率低壓脈 沖，然后再經過整流和濾波電路，最后輸出低電壓的直流電源。
2.控制和反饋回路
給開關器件輸入給定開關信號，使開關器件的打開和關閉，從而達到能量傳輸的目的。并且根據采樣和反饋回路采 集輸出，形成負反饋的閉環回路，達到使開關電源穩定輸出的目的。
3.保護電路
當開關電源工作異常時，可以限制電流或者關斷電源 等，以達到保護電源負載的目的。 保護類型主要包括欠壓電壓保護、過電壓保護以及過電 流保護和過熱保護等。
開關電源是電力電子技術的一個重要方向，它的輸出是各種電子設備的輸入，所以開關電源要有高可靠性、低噪聲、高效率等要求。我們經過多年的積累與探索在開關電源功能和性能研究有了長足的進步。隨著科學的發展和開關電源的普遍應用，在實踐中開關電源會做的越來越好，體積小、重量輕、高效能、高可靠性的開關電源也會得到更廣泛的應用。
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