1 開(kāi)關(guān)穩壓電源的優(yōu)點(diǎn)
功耗小,效率高。在圖(1)中的開(kāi)關(guān)穩壓電源電路中,晶體管V在激勵信號的激勵下,它交替地工作在導通截止和截止導通的開(kāi)關(guān)狀態(tài),轉換速度很快,頻率一般為50kHz左右,在一些技術(shù)先進(jìn)的國家,可以做到幾百或者近1000kHz。這使得開(kāi)關(guān)晶體管V的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高,其效率可達到80%。
體積小,重量輕。從開(kāi)關(guān)穩壓電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒(méi)有采用笨重的工頻變壓器。由于調整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因,所以開(kāi)關(guān)穩壓電源的體積小,重量輕。
穩壓范圍寬。從開(kāi)關(guān)穩壓電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來(lái)調節的,輸入信號電壓的變化可以通過(guò)調頻或調寬來(lái)進(jìn)行補償,這樣,在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí),它仍能夠保證有較穩定的輸出電壓。所以開(kāi)關(guān)電源的穩壓范圍很寬,穩壓效果很好。此外,改變占空比的方法有脈寬調制型和頻率調制型兩種。這樣,開(kāi)關(guān)穩壓電源不僅具有穩壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且實(shí)現穩壓的方法也較多,設計人員可以根據實(shí)際應用的要求,靈活地選用各種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)穩壓電源。
濾波的效率大為提高,使濾波電容的容量和體積大為減少。開(kāi)關(guān)穩壓電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz,是線(xiàn)性穩壓電源的1000倍,這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加電容濾波,效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下,采用開(kāi)關(guān)穩壓電源時(shí),濾波電容的容量只是線(xiàn)性穩壓電源中濾波電容的1/5001/1000。
電路形式靈活多樣。例如,有自激式和他激式,有調寬型和調頻型,有單端式和雙端式等等,設計者可以發(fā)揮各種類(lèi)型電路的特長(cháng),設計出能滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)合的開(kāi)關(guān)穩壓電源。
2 開(kāi)關(guān)穩壓電源的缺點(diǎn)
開(kāi)關(guān)穩壓電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴重的開(kāi)關(guān)干擾。開(kāi)關(guān)穩壓電源中,功率調整開(kāi)關(guān)晶體管V工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過(guò)電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾,這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽,就會(huì )嚴重地影響整機的正常工作。此外由于開(kāi)關(guān)穩壓電源振蕩器沒(méi)有工頻變壓器的隔離,這些干擾就會(huì )串入工頻電網(wǎng),使附近的其他電子儀器、設備和家用電器受到嚴重的干擾。
目前,由于國內微電子技術(shù)、阻容器件生產(chǎn)技術(shù)以及磁性材料技術(shù)與一些技術(shù)先進(jìn)國家還有一定的差距,因而造價(jià)不能進(jìn)一步降低,也影響到可靠性的進(jìn)一步提高。所以在我國的電子儀器以及機電一體化儀器中,開(kāi)關(guān)穩壓電源還不能得到十分廣泛的普及及使用。特別是對于無(wú)工頻變壓器開(kāi)關(guān)穩壓電源中的高壓電解電容器、高反壓大功率開(kāi)關(guān)管、開(kāi)關(guān)變壓器的磁芯材料等器件,在我國還處于研究、開(kāi)發(fā)階段。在一些技術(shù)先進(jìn)國家,開(kāi)關(guān)穩壓電源雖然有了一定的發(fā)展,但在實(shí)際應用中也還存在一些問(wèn)題,不能十分令人滿(mǎn)意。這暴露出開(kāi)關(guān)穩壓電源的又一個(gè)缺點(diǎn),那就是電路結構復雜,故障率高,維修麻煩。對此,如果設計者和制造者不予以充分重視,則它將直接影響到開(kāi)關(guān)穩壓電源的推廣應用。當今,開(kāi)關(guān)穩壓電源推廣應用比較困難的主要原因就是它的制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價(jià)成本較高。