什么是开关电源 开关电源的分类及选购

如今的电子产品特别的多，人们已经离不开各式各样的电子产品了。电子设备离不开电源，但是由于电子产品众多，所以电源种类也多。电源适配器，开关电源，USB充电器是比较常见的电源，今天我们来介绍下什么是开关电源。

    什么是开关电源

    开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

    开关电源种类

    开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化；AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。

    （1）DC/DC变换

    DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton（通用），二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类：

    A、Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。

    B、Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。

    C、Buck-Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。

    D、Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。

    （2）AC/DC变换

    AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。

    AC/DC变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。按电源相数可分为，单相、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。

    开关电源的工作方式

    开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作模式多用于开关稳压电源。

    开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样，前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。

    开关电源的选购

    1、选用合适的输入电压范围。以交流输入为例，常用的输入电压规格有110V，220V，所以相应就有了110V、220V交流切换，以及通用输入电压（AC：85V-264V）三种规格。应根据使用地区选定输入电压规格。

    2、选择合适的功率。开关电源在工作时会消耗一部分功率，并以热量的形式释放出来。为了使电源的寿命增长，建议选用多30%输出功率额定的机种。

    3、考虑负载特性。为了提高系统的可靠性，建议开关电源工作在50%-80%负载为佳，即假设所用功率为20W，应选用输出功率为25W-40W的开关电源。

    如果负载是马达、灯泡或电容性负载，当开机瞬间时电流较大，应选用合适电源以免过载。如果负载是马达时应考虑停机时电压倒灌。

    4、此外尚需考虑电源的工作环境温度，及有无额外的辅助散热设备，在过高a的环温电源需减额输出。需参考环温对输出功率的减额曲线。

    5、根据应用所需选择各项功能：

    保护功能：过电压保护（OVP）、过温度保护（OTP）、过负载保护（OLP）等。

    应用功能：信号功能（供电正常、供电失效）、遥控功能、遥测功能、并联功能等。

    特殊功能：功因矫正（PFC）、不断电（UPS）

    6、选择所需符合的安规及电磁兼容（EMC）认证。

    根据使用情况，定出需要的输出电压、电流；电源的尺寸、安装方式和安装孔位；有几路输出，各路输出是否需要电气隔离；输入电压范围；根据环境温度，决定开关电源的降额程度，电源功率；是否需要认证及安规标准；电源的冷却方式：自然冷却或强制风冷；电磁兼容标准。

    7、尽量选用厂家的标准电源，包括标准尺寸和输出电压。这样货期比较快；相反，特殊的尺寸和输出电压，则会延长货期、增加成本。

    8、选择品牌。开关电源作为电子设备的心脏，对电子设备的安全可靠运行有着至关重要的作用。所以选择品牌的开关电源也很重要。