电气自动化说白了是让开关电源更神通广大的秘密
导语:开关电源的神奇之处在于它能够将单一的电压转换成用户所需的电流或电压。其操作方式涉及到晶体管全开和全关模式,这两种模式既能节约能源,又能减少余热产生。开关电源通过功率半导体器件作为控制元件,周期性地打开和关闭它们,以调整输出电压。
开关电源工作原理简单来说,就是先将交流变为直流,然后再次逆变为交流,再次整流以获得所需直流電壓。过程如下:
①首先,将交流转化为稳定的直流。
②然后,使用高频脉冲宽度调制信号来控制晶体管,使得它们高速切换,从而把直流转换成高频率的交流供给变压器。
③变压器在其次级感应出高频交流,经过整流滤波后形成稳定的直流供给负载。
④最后,输出部分会反馈至控制系统,以维持PWM占空比,从而实现稳定输出。
它具备几个显著优点:小巧、轻便(仅有线性式1/20~1/30重量)、效率卓越(60%~70%,线性式只有30%~40%)、抗干扰能力强、适用范围广且模块化。
尽管是新型设备,它拥有较高效率、高可升降压以及大功率等优势,但由于工作状态需要持续打开关闭,所以噪声相对较大。此外,由下图可以看出降压型开关电源如何运作。当开启时,它通过继承二极管D与储能感L提供给负载,并储存在感L和容C中。在关闭时,由于感L自感,在接通后增速缓慢,因此不能立即达到输入值;随着时间延长断通,此现象保持不变,即从左向右继续循环。这是因为感L中的剩余能量影响了循环。通过精确操控启动与停止时间,我们就可以掌控输出伏数。在不断检测并调整以保持不变,我们达成了稳定目的。
此外,还包括主路、控制回路和保护机制三大部分:
主路:由整理后的低阻抗网络驱动,其目标是快速恢复微波磁场,并最终释放这些磁场以完成转换。
控制回路:监测输入信号并根据要求进行适当调整,以确保正弦波形状的一致性。
保护机制:包含过载保护、短路保护等功能,当出现异常情况时自动限制或切断供应以防止损害。如果发生过热情况也会自动停止供货。
总结来说,开关电源是一项革命性的技术,其设计使得现代电子设备更快捷、高效且经济,同时也减少了能源浪费,为我们带来了更加舒适生活环境。