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發布時間：2021-09-13 22:04
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開關電源簡介
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開關模式電源（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、開關變換器，是一種高頻化電能轉換裝置，是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設備，例如個人電腦，而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區）及全閉模式（截止區）之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節省能源，產生廢熱較少。變壓器飛線的PCB孔徑需考慮到較大飛線直徑，必要是預留兩組一大一小的PCB孔。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區，本身也會消耗電能。開關電源的高轉換效率是其一大優點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。若電源的體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數可能不高。
開關電源發展方向
開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了開關電源的發展前進，每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現已實現模塊化，且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標準化，并已得到用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為復雜的技術和工藝制造問題。5、自動均流法，原理是讓輸出較大電流的模塊自動成為主模塊，其它模塊輸出向主模塊靠近。另外，開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。
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開關電源的工作原理不同
在典型的開關電源中，交流輸入轉換為高壓直流，每秒開關數萬次。所采用的高頻允許使用更輕巧的變壓器和更小的電容器。很多新手會犯的一個錯誤，修正的辦法只能重新改PCBLayout，浪費自己和采購打樣的時間。一個特殊的電路精準地控制輸出電壓的時間。這些電源不需要線性穩壓器，因此幾乎不浪費電能：它們的效率通常可達80%~90%，因此釋放的熱量要少得多。
然而，開關電源比線性電源復雜得多，因此設計起來比較困難。此外，它對元件的要求更高，要求高壓功率晶體管能夠地高速開關。
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開關電源PCB制作的方法
開關電源布置的方法與它的電氣設計類似。設計流程如下：
1．放置變壓器或電感。
2．布置功率開關管電流環路。
3．布置輸出整流器電流環路。
4．把控制電路與交流功率電路連接。
5．布置輸入環路和輸入濾波器。
6．布置輸出負載環路和輸出濾波器。
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