AC/DC 開關電源簡介

引言：隨著電力電子技術的發展和創新，AC/DC開關電源已基本取代線性電源，朝著小型、輕量和高效的方向發展。目前，開關電源是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的關鍵部分，被廣泛應用于各行各業的電子設備。本文將詳細介紹開關電源的發展歷程、工作原理及作用。面對眼花繚亂的AC/DC開關電源，我們應該如何選型？

一、 開關電源優勢

開關電源：是電源供應器的一種，開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。

開關電源在70年代開始取代線性電源，隨著技術的發展、法規的完善，開關電源也越來越通用，在很多場合已經完全取代線性電源，開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。

圖1  AC-DC開關電源

1.AC/DC線性電源

假設需要一款輸出12Vdc產品，常見的AC/DC線性電源（變壓器）如圖2，

①使用工頻變壓器U1，將工頻50Hz，220Vac轉換為8.5Vac，

②使用D1和C1進行整流濾波，則8.5Vac×1.414=12Vdc，實現將交流電壓轉換成直流電壓。

圖2  AC/DC線性電源（變壓器）

圖3  線性電源變壓器

2.AC/DC開關電源

假設需要一款輸出12Vdc產品，常見的AC/DC開關電源（反激）如圖4，

①通過BD1和C1整流濾波，將220Vac轉換成311Vdc；

②通過Q1高頻開關（常見頻率65Khz），將能量分成很多小份；

③在Q1關斷時，D1導通，經C2濾波整流成12Vdc。

圖4  AC-DC開關電源（反激）

圖5  AC-DC開關電源（機殼）

3.AC-DC線性電源和開關電源差別

通過觀察圖6可知，線性電源和開關電源的區別是：

①線性電源變壓器電流大，頻率小；

②開關電源將能量平均分成很多小份，所以變壓器電流小，頻率高；

圖6  線性和開關電源變壓器電流對比

由變壓器計算公式可知：

ΔB：磁感應強度，判斷變壓器是否工作在飽和狀態的值；

I：變壓器初級回路電流；    Lp：變壓器初級線圈電感量；

Ae：變壓器磁芯截面積；    Np：變壓器初級線圈匝數。

線性變壓器初級電流比開關變壓器初級電流大很多，那線性變壓器必須做到以下幾點：

①ΔB必須做的更大，多數使用矽鋼片和硅鋼片，體積需要做的更大，磁芯損耗大；

②Np需要繞的更多圈，線損高；

兩者的優劣勢可以總結如下：

表1 AC-DC線性電源和開關電源對比

二、典型應用剖析

圖7是直流充電樁的系統應用框圖，系統模塊需要有外部供電才能實現正常運轉，而外部供電的電壓需要在模塊工作電壓范圍內，為了得到這個電壓，就需要有實現電壓轉換的裝置，這就是“電源”的作用。

同時，系統需要多個電壓供電，采用AC/DC開關電源將大大減小體積和重量，提高系統效率，同時輸出紋波和電壓精度性能好，給到后端BMS、MCU和顯示屏的電壓更加穩定，系統可靠性進一步提高。

①220Vac轉12V給BMS單元供電； ②220Vac轉24V給顯示屏供電

③24V轉12V給監控單元供電； ④24V轉5V給單片機供電

圖7  直流充電樁供電系統

三、 AC/DC開關電源選型指南

AC/DC開關電源應用廣泛，由此衍生出了各式各樣的AC/DC開關電源。如何選擇一款正確、合適的電源，是行業的一大難題。為此，金升陽總結歸納一份選型指南：①按封裝分類②按行業分類。第一類以應用場景出發，根據實際工況需求針對性選擇不同封裝的AC/DC開關電源；第二類則是立足于行業的精細化需求，選擇滿足認證的行業專用電源。

1.按封裝分類

2.按使用行業分類

選對電源不僅節省后期維護成本，而且有利于提升設備競爭力和品牌力，不同應用場景選用合適且可靠的產品設計才是關鍵。金升陽AC/DC開關電源布局完善，產品功能齊全，可滿足不同工況、不同行業的需求。

未來，AC/DC開關電源仍會以“小型化，數字化”為核心思路發展。金升陽快速響應，堅持以技術創新謀發展，致力為各行業提供更穩定可靠的AC/DC開關電源。

詳細產品技術參數請參考技術手冊：