開關電源和變壓器電源成本都差不多。電路板為什麼偏愛開關電源呢?

連山公逢福娃


開關電源和變壓器構成的電源成本差不多,但很多電子產品喜歡選用開關電源供電,是因為在相同輸出功率的情況下,開關電源的體積可以做得很小,並且由於省去了較重的電源變壓器,其重量亦可以減少很多,故現在很多電子產品都選用開關電源供電。


像我們常用的手機充電器(見上圖)實際上就是一個小功率的開關電源,由於採用開關電源技術來實現交流-直流電壓的變換,其體積可以做得跟火柴盒一樣大小,而這種充電器若採用電源變壓器構成,其體積、重量都會顯著增大,導致攜帶、使用都不太方便。

那麼開關電源的體積為何可以做得這麼小呢?我們看一下上圖所示的開關電源板就會明白,這種電源為了省去笨重的電源變壓器,一般都是先對交流電壓進行整流、濾波變成直流高壓,並經開關電源控制IC將該直流高壓變成數十KHz以上的高頻交流電壓,然後再通過高頻隔離變壓器降壓、整流、濾波及穩壓等一系列處理後,變成負載要求的直流電壓。由於先將低頻交流變成高頻交流,再採用體積很小的高頻變壓器來降壓,這樣便可以省去笨重的電源變壓器。

開關電源雖然省去了笨重的電源變壓器(見上圖),具有體積小、重量輕、工作電壓範圍寬等優點,但這種電源的抗過載能力較差,電路較複雜,出現故障後修理較麻煩,並且這種電源輸出的紋波成分較大,在一些對紋波要求較高的穩壓電源中還是採用電源變壓器構成的電源。
像上圖這種線性可調穩壓電源就是採用電源變壓器降壓及線性可調穩壓IC穩壓、擴流構成的,其輸出電壓可以從零伏起調,並且紋波噪聲亦小於開關型的可調穩壓電源。


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應用變壓器的電源,波紋穩定。但是體積大,重量大,優質的漆包線、矽鋼片資源越來越缺、價格高。

試想一下,如果家用大屏幕電視機上還在用矽鋼片變壓器,那麼這套電視機的厚度就不是現在這樣薄了!

尤其是很多手機、相機等充電器,不適合再用矽鋼片變壓器做充電器了!而開關型充電器的波紋脈動,卻適合充電運用。


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開關電源的可靠性由設計決定,一般都有保險裝置,不容易損壞。

有些集成電路還有過電流自動保護。

開關電源最大的優點就是體積小,重量輕,輸出電壓穩定。成本也比傳統變壓器要低。

開關電源可以和其它電路共用一塊電路板,從而使整個裝置體積大大縮小。

下面有兩個我製作的裝置。

一個是六位數字的頻率計,數字集成電路與開關電源都在一起,使體積大幅度縮小。

另一個是微型電鑽的開關電源。那兩塊不鏽鋼就是觸摸開關,左邊是開,右邊是關。




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絕大多數電子產品的電源,是由220伏的市電轉換而來的,轉換的方法大致有兩類:變壓器電源和開關電源。

變壓器電源的基本組成有:變壓器、整流二極管、濾波電容和三極管穩壓電路。變壓器自身的電感很大,能濾除電源中的干擾信號,變壓器本身體積和重量大。由於變壓器次級電壓低電流大,濾波電容的容量要求很大體積也自然就大。穩壓三極管工作在線性狀態,調整管的壓降要在3~5V之間,如果輸出電流為1A,三極管耗散功率可達4W左右,需要選擇比較大的功率三極管和大的散熱片。變壓器電源是線性電源,不會產生高頻干擾信號。

開關電源的組成:220伏整流濾波,高頻震盪,高頻整流濾波。工頻高電壓小電流的濾波,電容的容量會小很多。雖然輸出的電流很大,但由於開關電源的頻率很高,濾波電容的容量不是很大。高頻震盪的三極管工作在開關狀態,飽和壓降小與0.5V,如果開關管工作在1A,耗散功率僅僅只有0.5瓦,而高頻變壓器的輸出可達5A以上。

下圖是兩種電源的實物圖,變壓器電源比開關電源,重量7倍、體積3倍、功率輸出1/8~1/5。



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用開關電源的目的是易壞換得快,賺錢容易。一個電源用五十年不會,得千方百計讓它壞。許多垃圾場回收的電源不是壞了而是舊了。開關電源也用變壓器,體積小,負載大,可以證明只要改造高功率變壓器就行。變壓器型加鎮流橋加電容就行,開關電源要光藕芯片(脈衝發生)電阻,電容,整流橋(要求高),開關管等。易壞件:電容,二極管,電阻,開關管,光藕。變壓器也不易壞。以小型化為理論說服人買。


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概念不一樣。變壓器是降壓的。後面需要穩壓電源,還是要通過電子電路,或串聯穩壓,或開關式。變壓器體積大,重量大,要用很多銅線和硅鋼片。成本高,效率低。開關穩壓電源,直接整流,然後,通過PWM 方式穩壓,對輸入電壓的要求非常寬,效率高,體積小,重量小,通用性好。因為調製頻率很高,所以,用硬磁材料,節省銅線和,不用硅鋼片,只用鐵氧體材料。是電源的最佳選擇!


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各有各的優點,開關電源成本低,體積小是他的優勢,有些地方變壓器是無法替代的


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我來告訴你,你想錯了!開關電源和變壓器電源最主要的差別就是成本!就是那個變壓器!


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首先普通變壓器不能穩定輸出電壓,輸入電壓高低會影響到變壓器的高低,其次就是重,而開關變壓器首先輕,最重要的是可以在較寬的電壓範圍內穩定電壓。


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