电力期刊排名揭秘开关电源的神奇力量

导语：开关电源的作用是什么？它通过不同的方式将单个电平的电压转换成用户所需的电流或电压，实现高效节能。其工作原理是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关来调整输出电压，这两种模式能耗低且时间短，可大幅度节约能源并减少余热产生。

开关电源是利用功率半导体器件如晶体管或场效应管作为开关元件，将交流电先整流成直流，再逆变为交流后再次整流，最后输出所需直流電壓。这一过程涉及多个关键步骤：

交流电经由精细滤波技术转化为稳定的直流。

高频脉冲宽度调制（PWM）信号控制这些半导体器件高速切换，使得直流被转化为高频率交流供给变压器。

变压器在其次级感应出高频交流，并经过进一步滤波成为稳定的直流供给负载。

输出部分通过反馈机制与控制系统相连，以确保输出保持稳定。

开关电源具有几个显著优势：它们比传统线性式设备更小、轻、效率更高（通常在60%到70%之间，而线性设备仅有30%到40%），抗干扰能力强，同时提供广泛的输出范围和模块化设计。

尽管如此，由于操作中常用的快速切换状态导致较大的噪声问题，但这一新型技术依然因其优点而受到欢迎。下面，我们将以图示形式简要介绍降压型开关电源如何工作。在这个简单的例子中，包含了储能磁感L、过渡二极管D以及滤波容量C等主要组成部分。当打开接触K时，它们共同形成一个回路，从而向负载供应持续不断的能量，并逐渐积累至储存中的磁感L和容量C。随着接触关闭，一段时间内，该回路继续维持，因为存储中的当前具有一定的惯性，使得负载可以持续获得能量。此过程称为“自感”，即使当接触断绝时，也会维持一定时间内的一致流量。通过精心调控此类周期性的通断动作，即可控制最终发出的功率水平，从而达到恒定稳定输出目标。

此外，还存在检测功能，可以根据需要调整上述操作以保持输出值不变。这就是实现恒温目的必要步骤。在这整个过程中，磁力存储能；当连接处分离时释放该能量，因此称之为“储备”磁力。而二极管D负责在连接处分离期间提供路径让当前继续循环使用，所以它被称作“续”二极管。