对于交流电,要想进行变压的变换很简单,只需要一组变压器即可,但对于直流电,大家考虑过这个问题吗?不要说电阻分压进行变换,这样的效率太低,根本不能满足低功率的要求,同样你可能会说线性电源,这个理论上也可以,但同样有很高的功耗。
鉴于以上两种方法都不能进行有效的电压转换,在这里笔者要引入一个很重要的概念“开关电源”!也许这个名词可能你很少听说过,但你身边一定有不少的开关电源,比如说我们的手机充电器,电动车充电器,这些都是最常用的开关电源,除此之外电脑主机里面块头最大的那个模块也是开关电源。
如下图所示,当开关闭合时,电阻上的电压为12V,断开时为0V,这时候如果我们第一秒闭合开关,第二秒断开,第三秒再闭合,第四秒再断开,以此反复的闭合断开,我们把这种调节占空比方式叫做PWM波调节,我们知道这时候的平均电压就是6V了,但我们用电压表测电阻测试,此时电阻上的电压肯定不为6V,为什么呢?
因为闭合断开的时间太长了,如果我们在一秒之内断开闭合5000次,那么再测试电压可能会接近6V,这种通过开关闭合断开调节电压的电源叫做开关电源。
这时候我们可以调节占空比,闭合的时间和总时间的比为5:12,我们知道此时的平均电压是5V,但这种时高时低的电压是不能被我们的用电设备所利用的,这时候我们可以在开关后面串连一个电感,电感的作用是防止电流突变,加了电感之后波形会相对平滑,然后再串联一个电容,电容的作用是可以防止电压突变,这样出来的电压和电流就可以变为我们所想要的。
真正的开关电源不是一篇文章所能讲清楚的,比如刚刚提到的开关是很不现实的,没有人会一直操纵它,用来代替它的是我们常见的转压芯片,当然它的内部代替开关的是我们所熟知的场效应管MOS管,除此之外还有参考模块,反馈模块,这些会在后面提到,转压芯片的作用就等同于开关,主要作用是可以输出精准的5V,比如TPS560200D系列。
页面更新:2024-05-01
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