【導讀】開關(guān)穩(wěn)壓電源在電路中發(fā)揮的作用是不可忽視的。隨著電路設(shè)計越來越復雜,開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣勢也越來越凸顯。同時控制多種電壓、等級不同的電源有明顯的有點。但也有缺點。本文就詳細講解一下開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣勢。
開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點
功耗小、效率高。開關(guān)穩(wěn)壓電源電路中,晶體管V在激勵信號的激勵下,它交替地工作在導通截止和截止導通的開關(guān)狀態(tài),轉(zhuǎn)換速度很快,頻率一般為50kHz左右,在一些技術(shù)先進的國家,可以做到幾百或者近1000kHz。這使得開關(guān)晶體管V的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高,其效率可達到80%。
穩(wěn)壓范圍較寬。從開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來調(diào)節(jié)的,輸入信號電壓的變化可以通過調(diào)頻或調(diào)寬來進行補償,這樣,在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時,它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開關(guān)電源的穩(wěn)壓范圍很寬,穩(wěn)壓效果很好。此外,改變占空比的方法有脈寬調(diào)制型和頻率調(diào)制型兩種。這樣,開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點,而且實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多,設(shè)計人員可以根據(jù)實際應用的要求,靈活地選用各種類型的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
濾波的效率大為提高,使濾波電容的容量和體積大為減少。開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz,是線性穩(wěn)壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加電容濾波,效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下,采用開關(guān)穩(wěn)壓電源時,濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/5001/1000。
電路形式靈活多樣。例如,有自激式和他激式,有調(diào)寬型和調(diào)頻型,有單端式和雙端式等等,設(shè)計者可以發(fā)揮各種類型電路的特長,設(shè)計出能滿足不同應用場合的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點
相信使用過開關(guān)穩(wěn)壓電源的人都對其缺點再了解不過,那就是非常明顯的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源中,功率調(diào)整開關(guān)晶體管V工作在開關(guān)狀態(tài),它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾,這些干擾如果不采取一定的措施進行抑制、消除和屏蔽,就會嚴重地影響整機的正常工作。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離,這些干擾就會串入工頻電網(wǎng),使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴重的干擾。
目前,我國的器件生產(chǎn)技術(shù)與國外相比仍然較為落后,因而造價不能進一步降低,也影響到可靠性的進一步提高。所以在我國的電子儀器以及機電一體化儀器中,開關(guān)穩(wěn)壓電源還不能得到十分廣泛的普及及使用。特別是對于無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源中的高壓電解電容器、高反壓大功率開關(guān)管、開關(guān)變壓器的磁芯材料等器件,在我國還處于研究、開發(fā)階段。在一些技術(shù)先進國家,開關(guān)穩(wěn)壓電源雖然有了一定的發(fā)展,但在實際應用中也還存在一些問題,不能十分令人滿意。這暴露出開關(guān)穩(wěn)壓電源的又一個缺點,那就是電路結(jié)構(gòu)復雜,故障率高,維修麻煩。
針對開關(guān)穩(wěn)壓電源的這些缺點必須得到設(shè)計者們的充分重視,因為其直接影響著開關(guān)穩(wěn)壓電源的應用與發(fā)展。并且開關(guān)穩(wěn)壓電源由于制作過程較為復雜,維修成本同樣高昂,如果不再加以改進,那么將很難長久下去。
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