什么是大功率开关电源及它的工作原理、设计难

之前我们熟悉了开关电源的定义及工作原理等问题,本文我们将一起讨论什么是大功率开关电源,以及大功率开关电源的设计难度;它的工作原理方式;以及大功率开关电源的行业用途。
大功率开关电源电路图
一、什么是大功率开关电源,即概念定义

大功率开关电源的组成部分是由PWM控制电路、辅助电源、主功率电路、单片机控制电路四部分。
它是通过电路控制开关管进行高速的导通与截止,并且将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压。
大功率开关电源能够转化为高频交流电是因为高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高,至此使得变压器可以做的小,并且不会有很大的发热情况。对于成本来说控制的也是比较低。
开关电源有两种,一种是隔离,另一种是非隔离,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的不一定要有。
二、大功率开关电源的工作原理是什么

大功率的开关电源的工作原理我们分为一下八点来说:
1、交流电源输入经整流滤波成直流;
2、通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;
3、开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;
4、输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的;
5、交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;
6、在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;
7、开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;
8、一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源
三、大功率开关电源在设计中的注意事项及难度

开关电源的产品设计中尤为重要的是开关管及所有功率器件的功率裕量和反向耐压,开关变压器匝比和漏感。所以在设计的时候要特别注意这个方面。
1、从器件方面来说,对于在自己设计中出现的难度来说,首先第一点是器件的问题,功率大了之后为选择器件带来很大麻烦,一般的器件不可能在这样一个功率条件下工作。所以要选择一个大功率的器件,并且能够长期稳定的进行工作。
2、难度在指标问题,开关电源要达到产品层次,必须符合国家标准,比如输出电压、输出功率等数据方面的问题,要做到产品的稳定运行并不太好做。。相对较难的是输出功率(带负载的能力),有些电源在空载时可能输出参数都很好看,但挂上比较重的负载后,指标全烂了。还有就是EMC/EMI设计,电源的辐射相对较大,国家在这方面有很严格的技术指标,大功率情况下要做好难度也挺大。
3、电路设计的问题,由于功率大,电路设计特别是PCB设计时还需要考虑。电流大了,需要考虑线路、散热等方面的问题。
四、大功率开关电源在市场的用途
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。


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