生活中處處都有開關(guān)電源，應(yīng)用到各行各業(yè)，那么開關(guān)電源本質(zhì)又是什么呢？
這個(gè)要從電源的起源講起了！
人類最先利用的是化學(xué)電源，主要是各種用原電池，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電力系統(tǒng)沒(méi)有現(xiàn)在發(fā)達(dá)也沒(méi)有現(xiàn)在重要，當(dāng)時(shí)的電源沒(méi)有廣泛應(yīng)用，開關(guān)電源還只限于物理學(xué)家研究電現(xiàn)象。
在電力深入發(fā)展，電磁等深入研究后，實(shí)現(xiàn)了電與光學(xué)，動(dòng)學(xué)等各種電到其他能量間的轉(zhuǎn)換手段成熟完善，化學(xué)電源遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足應(yīng)用?；陔娕c動(dòng)轉(zhuǎn)換的電源得到大力發(fā)展，與我們現(xiàn)在普遍應(yīng)用的交流電不同，剛開始利用的都是直流發(fā)電，但又因?yàn)橹绷髟谳旊娭须妷翰荒苓^(guò)高，不易轉(zhuǎn)換電壓，電壓損耗大，輸送距離短等缺陷限制了直流電的發(fā)展。不過(guò)通過(guò)研究變壓器原理后提出交流輸電系統(tǒng)解決直流的多重缺陷后得到大力推廣但在當(dāng)時(shí)，愛迪生曾反對(duì)這樣的做法，因?yàn)楦邏旱慕涣麟姺浅ＮｋU(xiǎn)，很容易發(fā)生電擊事故
到今天，電已經(jīng)深入生活的各個(gè)角落?？梢哉f(shuō)，電是人類利用最廣泛的二次能源。
由于技術(shù)原因，電網(wǎng)的頻率通常是50/60HZ。飛機(jī)上是400HZ，普遍比較低。主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的變壓器主要利用鐵心制造。而當(dāng)時(shí)的冶金技術(shù)還不能制造出在高頻下?lián)p耗低的材料。
隨著半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展，對(duì)電源的要求也越來(lái)越高。電壓朝著低的方向發(fā)展，而體積重量要求也月來(lái)越苛刻。
最早采用開關(guān)電源的，應(yīng)該是美國(guó)的阿波羅登月計(jì)劃了。由此而開啟關(guān)于開關(guān)電源的研究與生產(chǎn)序幕。
在最初電子管時(shí)代，就有一些利用氣體擊穿效應(yīng)制造的穩(wěn)壓管。屬于現(xiàn)代穩(wěn)壓電源的鼻祖。然后也產(chǎn)生了利用電子三極管穩(wěn)壓的一些穩(wěn)壓裝置。當(dāng)時(shí)主要是給一些要求嚴(yán)格的電子管電路供電，如飛機(jī)的航電系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)等等。
隨著晶體管時(shí)代的到來(lái)，電子管電路走向沒(méi)落。齊納擊穿二極管代替了電子穩(wěn)壓管，晶體三極管代替了電子管。大量線性穩(wěn)壓電路涌現(xiàn)出來(lái)，有簡(jiǎn)單的齊納二極管穩(wěn)壓電路、射極跟隨器、帶負(fù)反饋調(diào)整的穩(wěn)壓電路等等。
但是由于調(diào)整管處于線性放大區(qū)域，管子兩端的壓降不能過(guò)小，否則電源波動(dòng)會(huì)超出穩(wěn)壓能力。管子耗散的功率=管壓降*管子電流（通常比輸出電流略大一點(diǎn)點(diǎn)）是很可觀的能量損失。并且產(chǎn)生了熱需要很大的散熱器。有些場(chǎng)合，需要高效率，有些場(chǎng)合需要高穩(wěn)定性，有些場(chǎng)合又有體積要求（散熱器受限制）或是密封等等。
于此，提出了開關(guān)電源電路。當(dāng)時(shí)，開關(guān)電源電路或多或少的受到一些數(shù)字電路的啟發(fā)。
因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的電源里，體積重量最大的往往是變壓器，而減小變壓器的直接有效的手段就是提高電源頻率。于是各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)紛紛被提出。許多電路在今天依然在大量應(yīng)用。
開關(guān)電源是利用半導(dǎo)體器件將直流電源調(diào)制成可以通過(guò)變壓器傳遞的各種脈沖波形，并且頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電網(wǎng)頻率，發(fā)這種高頻電流通過(guò)體積重量都小很多的高頻變壓器傳遞，然后在重新整流濾波作為輸出。
由于功率半導(dǎo)體只工作在開通（過(guò)飽和）和關(guān)斷兩種狀態(tài)，故此稱為開關(guān)電源，國(guó)內(nèi)早期譯做斬波電源。
當(dāng)半導(dǎo)體器件工作在開通和關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，其兩端的UI乘積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于通常線性狀態(tài)，所以損失的功率非常小。并且變壓器的體積重量也很小，所用材料成本也小很多。體積小，重量輕，輸入電壓范圍大，效率高是其主要特點(diǎn)。
通過(guò)改變直流脈沖的頻率、相位、寬度，出現(xiàn)了三種工作模式PFM（ Pulse Frequency Munition）、PPM（Pulse Phase Modulation）、PWM（Pulse-Width Modulation ）。
PFM模式應(yīng)用的比較早，主要特點(diǎn)是工作頻率比較高，所以功率密度大，開關(guān)工作于“軟開關(guān)”狀態(tài)。所謂軟開關(guān)是指在半導(dǎo)體開關(guān)器件開通或關(guān)斷前開關(guān)器件兩端電壓或電流處于0狀態(tài)，此時(shí)關(guān)，則由于只有電壓或電流，故其乘積--開關(guān)損耗為零，實(shí)際是一個(gè)很小值。所以器件工作時(shí)，并無(wú)多少熱量產(chǎn)生，器件壽命得以延長(zhǎng)。但是因?yàn)殚_關(guān)頻率隨負(fù)載變動(dòng)，且范圍比較大，故后級(jí)濾波器比較難設(shè)計(jì)，部分抵消了他的優(yōu)勢(shì)。并且器件的應(yīng)力也比較大。
PPM模式是通過(guò)改變脈沖的相位來(lái)工作的。典型電路是各種移相全橋軟開關(guān)電路。其特點(diǎn)是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適合大功率變換，并且容易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)特性。頻率固定，控制相對(duì)容易。主要應(yīng)用于各種高功率變換場(chǎng)合從幾百到幾十千瓦。
PWM模式是通過(guò)改變脈沖寬度實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能的。是目前應(yīng)用最多，最廣泛的一種模式。其特點(diǎn)是控制容易，拓?fù)溥x擇多，控制電路多，頻率固定。在幾瓦到幾千瓦的范圍內(nèi)都有應(yīng)用，并且通過(guò)適當(dāng)?shù)妮o助電路也可以實(shí)現(xiàn)ZC（V）T軟開關(guān)。
所以，開關(guān)電源是指通過(guò)改變脈沖的頻率、相位、寬度等參數(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的一種電源。
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