导语:
开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流電(例如市電)或直流電源,而输出多半是需要直流電源的设备,例如个人电脑,而开关電源就进行两者之间電壓及電流的轉換。
開關電源不同于线性电源,開關電源利用切換晶体管在全開模式(饱和区)及全閉模式(截止区)之間切換,這兩個模式都有低耗散特點,切換之間轉換會有較高耗散,但時間很短,因此比較節省能源,產生废熱較少。理想上,開關電源本身是不會消耗能源。輸出穩壓是通過調整晶體管導通及斷路時間來達到。而相反地,由於線性穩壓在輸出穩壓過程中晶體管工作在放大區,本身也會消耗能源。
开关电子技术与社会发展
从1955年美国罗耶(GH.Roger)发明自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器起,这一技术便开始逐步成熟,并随着电子信息产业飞速发展而被广泛应用。在现代社会中,无论是在工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备等领域,都不可避免地需要依赖于高效率、高可靠性的交流稳压供给系统,即所谓“交流开关 电 源”。
开关 电 源 的 工 作 原 理
开关 电 源 是 利 用 现代 电 力 技 术 控制 开 关 晶 体 管 在 高 频 状 态 下 进行 操作,使得功率转换效率显著提高。一旦采用了这样的方法,就可以实现更小型化,更节能环保的大型数码产品,如液晶显示器、大屏电视机等。
开关 电 源 与 线 性 电 源 的 区 别
简单来说,只要你了解了这两个关键点,你就会明白为什么现在几乎所有需要稳定输出直流电力的电子产品都使用的是这种新兴技术——即使它看起来比传统线性稳压更复杂一些:
成本:虽然线性稳压成本较低,但随着输出功率增加,它们会变得非常昂贵。而且,因为它们不如交替操作那样有效,所以长期来看,其总成本可能还要更高。
效率:虽然线性稳压提供了100%效率,但实际上它们通常只能够达到80%左右。这意味着如果你正在运行一个800瓦特(W)的计算机,你可能不得不额外花费30瓦特用于无用功,从而产生更多热量并降低整体效率。此外,与这些额外损失相比,即使有些类型的小规模交替操作可能不会提供最高效益,其每日平均使用情况下仍然会表现得更加经济。
尺寸和重量:由于它们不需要大的冷却系统或巨大的磁铁,所以交替操作适合小型化设计,这对于移动式硬件尤其重要。
噪声和干扰:由于他们工作在较低频范围内,对干扰具有较好的抗干扰性能,同时对周围环境造成较少噪音影响。
数据驱动时代下的选择
开放标准与兼容性的概念已经渗透到了各个行业,无论是IT还是制造业,每个领域都要求通过数据分析来优化生产过程。但当涉及到选择是否采用最新技术时,我们往往忽略了一些基本的事实:
设备寿命与维护时间长度越长,其最终总成本将远超过任何一次投资初期付款。
能够确保持续运作且减少故障概率的人员资源将帮助企业保持竞争力。
因此,在考虑采纳新技术时,我们应该以整个生命周期作为考量,不仅仅局限于初始投资回报。如果我们这样做,那么我们会发现许多先进科技,比如基于数据驱动设计原则开发出来的心智网基础设施,将成为未来的主导力量,不仅因为它们能够提升业务绩效,还因为它们带来了持久价值和可持续增长机会。