電源在電子產(chǎn)品中應(yīng)用非常廣泛，開關(guān)電源是其中重要的一種。通俗來講，它就是一種電能轉(zhuǎn)換裝置，也叫開關(guān)變換器，是一種電源供應(yīng)器。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。像AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC變換器，還有DC/AC逆變器等都是電源。很多電源產(chǎn)品220V交流電插座、電源適配器等產(chǎn)品都用到了開關(guān)電源技術(shù)。開關(guān)電源具有小型、輕量和高效率等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、儀器儀表、安防設(shè)備、通訊設(shè)備、智能電子產(chǎn)品、汽車電子、工控設(shè)備、醫(yī)療機(jī)器、機(jī)器人、新能源等領(lǐng)域。

電源是一款對產(chǎn)品安全、設(shè)計(jì)和制造工藝等要求非常嚴(yán)格的產(chǎn)品，國內(nèi)能做高端開關(guān)電源產(chǎn)品的企業(yè)非常稀缺，什么樣的開關(guān)電源是好產(chǎn)品，做出一款高端開關(guān)電源產(chǎn)品需要具備哪些，用到哪些分立器件呢？本期合科泰來給大家講一講。

開關(guān)電源的工作原理

開關(guān)電源是通過開關(guān)管的開通和關(guān)斷來實(shí)現(xiàn)電能變換的，通常，電能的變換則包括AC/DC轉(zhuǎn)換，這個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換技術(shù)可能用在AC/DC轉(zhuǎn)換器、整流器、通信電源、電源適配器或照明電源等產(chǎn)品中。還有DC/DC變換，它是將直流電變換為直流電，這個(gè)過程可能是將高壓的小電流變換為低壓大電流，比如在常見的DC/DC變換器、模塊電源和很多板上的電源產(chǎn)品上用這個(gè)技術(shù)，也有AC/AC變頻，它將交流電變換為交流電，用這個(gè)的有AC/AC變頻器等，此外，還有DC/AC逆變，這個(gè)是將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡鏒C/AC逆變器、UPS、并網(wǎng)逆變器和電機(jī)控制器等產(chǎn)品。

開關(guān)電源的工作原理是通過高頻變換和脈沖寬度調(diào)制來實(shí)現(xiàn)電壓和電流的轉(zhuǎn)換，它可能涉及到如下包括幾個(gè)步驟：

1、交流電源輸入：開關(guān)電源通常通過交流電源輸入，經(jīng)過整流和濾波轉(zhuǎn)換為直流電。

2、高頻變換：通過高頻PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號控制開關(guān)管，將直流電加到開關(guān)變壓器的初級上。開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)過整流和濾波后供給負(fù)載。

3、反饋控制：輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。

開關(guān)電源用到哪些分立器件？

開關(guān)電源產(chǎn)品通常會應(yīng)用到的電力電子器件主要為二極管、三極管、IGBT和MOS等。通過電路結(jié)構(gòu)來看，開關(guān)電源主要是由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部分組成。這些產(chǎn)品應(yīng)用在整流電路、濾波電路、限流電路、驅(qū)動電路等。

通常，開關(guān)電源用到的幾大電路，主電路作用包括沖擊電流限幅、整流與濾波、逆變、輸出整流與濾波等。控制電路從輸出端取樣與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。檢測電路為電路提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

開關(guān)電源產(chǎn)品中通常用到多種分立器件配合實(shí)現(xiàn)上述功能，如肖特基二極管具有高速開關(guān)特性，適用于高頻開關(guān)電源，快恢復(fù)二極管：具有快速的恢復(fù)時(shí)間，能夠減小開關(guān)電源中的開關(guān)損耗，穩(wěn)壓管用于穩(wěn)定輸出電壓，確保開關(guān)電源的穩(wěn)定性。

還有三極管常用于信號處理和小功率放大電路。在開關(guān)電源中，三極管可以用于驅(qū)動電路，將單片機(jī)輸出的脈沖進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動開關(guān)管（如MOS管或IGBT）。

MOS管作為常用的功率開關(guān)器件，具有高輸入阻抗、低導(dǎo)通電阻和高速開關(guān)特性。在開關(guān)電源中，MOS常用于功率開關(guān)部分，實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和控制。IGBT具有高輸入阻抗、低導(dǎo)通壓降和高速開關(guān)特性，在高壓、大功率開關(guān)電源中應(yīng)用廣泛，如新能源汽車、光伏風(fēng)電等。

晶閘管用于整流電路，特別是在直流輸電領(lǐng)域，在某些特定場景，如需要高壓大電流整流的場合。電阻、電容、電感等被動元件也是開關(guān)電源中不可或缺的組成部分。

作為一家專業(yè)分立器件廠商，合科泰能為電源產(chǎn)品提供高質(zhì)量、可靠性高且穩(wěn)定的產(chǎn)品，如整流橋GBU410、高壓MOS管HKTD7N65、中低壓MOS管HKTD80N06、快恢復(fù)二極管RS2M和超快恢復(fù)二極管ES2MF、肖特基SS510等。

好的開關(guān)電源應(yīng)具備好的性能，包括穩(wěn)定性和可靠性，具備穩(wěn)定的輸出電壓和電流，能夠在各種負(fù)載條件下保持穩(wěn)定的性能。此外，電源的效率高、發(fā)熱少、噪音低也是衡量其性能的重要指標(biāo)。好的開關(guān)電源應(yīng)具備過載保護(hù)、短路保護(hù)、過壓保護(hù)等安全功能，確保在使用過程中不會對設(shè)備造成損害。同時(shí)，電源的絕緣性能和防雷擊能力也是不可忽視的安全因素。適用性也要好，根據(jù)具體的使用場景選擇合適的開關(guān)電源。

做好一款好的開關(guān)電源產(chǎn)品除了技術(shù)方案、材料及器件采購、制造要求以及產(chǎn)品管控測試等，產(chǎn)品的應(yīng)用驗(yàn)證都是非常重要的，需要全方位高標(biāo)準(zhǔn)要求，方能做出優(yōu)質(zhì)開關(guān)電源產(chǎn)品。