什么是开关模式电源-开关模式电源优缺点

开关电源于1970年代推出，并迅速成为为电子设备提供直流电源的最流行方式。是什么让他们如此伟大？与线性稳压器相比，它们的高效率和性能脱颖而出。

一、开关模式电源的工作源理：

开关模式电源通过脉宽调制(PWM)调节输出电压。这个过程会产生高频噪声，但它以小尺寸提供了高效率等级。当插入交流电源时，115V或230VAC首先由一组二极管和电容器整流和平滑，从而提供高压直流。然后使用小型铁氧体变压器和一组晶体管降低此高直流电压。降压过程仍保持200kHz至500kHz之间的高开关频率。

低直流电压最终通过另一组二极管、电容器和电感器转换为稳定的直流输出。保持输出电压一致所需的任何调节都是通过调整高频波形的脉冲宽度来处理的。该调节过程通过反馈电路工作，该反馈电路不断监测输出电压并根据需要控制PWM信号的开关比。

二、开关模式电源的应用：

您经常会发现开关电源用于电池寿命和温度很重要的应用，例如：

电解、废物处理或燃料电池应用；

直流电机、槽车、航空和船舶应用；

研发、制造、检测设备；

用于航空和车辆的锂离子电池的电池充电；

电镀、阳极氧化和电铸工艺。

三、开关模式电源的优缺点：

开关电源的效率可能高于线性稳压器，但它们的噪声使它们成为无线电和通信应用的糟糕选择。此拓扑需要考虑的一些优点和缺点包括：

1．优点：

外形小巧。SMPS中的降压变压器以高频率工作，这反过来又减小了其体积和重量。这使得开关电源的外形尺寸比线性稳压器小得多。

效率高。开关电源中的电压调节是在不耗散过多热量的情况下进行的。SMPS效率可高达85%-90%。

灵活的应用。可以向开关电源添加额外的绕组以提供多个输出电压。变压器隔离的SMPS还可以提供独立于输入电压的输出电压。

2．缺点：

复杂的设计。与线性稳压器相比，开关电源的规划和设计通常留给电源专家。如果您打算在没有仔细研究或经验的情况下自行设计电源，这不是最好的电源选择。

高频噪声。开关电源中MOSFET的开关操作会在输出电压中提供高频噪声。这通常需要在噪声敏感设备中使用射频屏蔽和EMI滤波器。

成本较高。对于10W或更低的较低功率输出，使用线性稳压电源更便宜。

开关电源将继续存在，并且是对噪声不敏感的应用的首选电源。这包括手机充电器、直流电机等设备。

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