
上次介绍了变压器,本期PCBA大礼堂电子部件篇介绍电源供应器的各种应用和制作方法。最常见的是AC?直流变压器。
功能
ACDC电源供应器可以将交流电力alternating current、简称AC转换为一般电气设备用的直流电力(direct current、DC),另外,转换后可使用的电压通常较低。因此,名称是电源“供给”器,实际上这个装置本身需要外部电源。
通常,个人电脑和音频这种大的电器本身就有电源供应器,可以将插头直接插入墙壁的插座。在使用手机或其他多媒体装置等电池的小型电器中,经常需要外接式电源供应器。这样的电源供应器通常被放入塑料箱中,电线可以连接插入插座,转换后的直流电通过相反一侧的接头被送出,外接式电源供应器通常被称为(不一定)变压器。
AC-DC电源供应器虽然不是单个元件,但通常以组装的模块整体来销售。
各种类型
电源供应器主要有线性电源供应器和切换式电源供应器两种。
线性电源供应器(Linker Reglated power Supply)
Output:输出
Voltage Regulator:电压调节器
线性电源供应器的动作分为以下3个阶段。
一、电源转换器将输入的交流电转换为低电压的交流电。
二、整流器将交流电转换成未整平的直流电,如果想更深入地了解整流器的功能,则与本书的两极体章有关。
三、电压调节器控制直流电压,使电压平坦,消除瞬态电流?组合几个电容器。这个电压调节器被称为线性电压调节器,1.63?由于包含数个电晶体,所以作用方式是线性的,即在饱和度以内根据电流变动宽度进行线性调整,该电源供应器由该线性电压调节器命名。
该类型的电源供应器在进行整流之前,为了降低经由调节器输入的交流电压,与电源转换器相关联。
电源供应器的整流器通常将每个交流电脉冲传送到一对硅二极管,在电流峰值时导致1.2V的电压下降。另一方面,整流电容器将电压进一步降低3V,并且恒电压器通常需要输入输出端和至少2V的电位差。再加上输入的交流电压浮动,有可能成为低于规格的数字。因此,变压器的输出至少要比所需的电压高8V以上才安全,多余的能量以热能的形式散失。
线性电源供应器的概念来自包括电晶体的线性电源供应器被广泛使用到1990年代的初始无线波接收机这样的装置。之后,切换式电源供应器普及是因为半导体制造组装的成本降低,高电压的电晶体登场,不需要阶层性的电压转换,能够直接使用整流后的线路电压。
一部分外置变压器包含电源转换器,但比例大幅减少。这种类型的变压器体积大,重量重,右图是这样的变压器。这是旧的,便宜的变压器,只有最基本的部件,不能提供电子设备所需的稳定的直流电源。
切换式电源供应器(Switching power Supply)
切换模式电源供应器switched-mode power supply,也被称为简称SMPS),切换式电源供应器的动作分为两个阶段。
一、整流器首先将输入的交流电转换为未整平的直流电力,中间不通过电源转换器。
二、DC-DC转换器以极高的频率切换直流电力,以脉冲宽度调制来降低平均有效电压,通常使用返回驰式转换器flyback),包含转换器,但是通过高频的切换,不需要线性电源供应器那样的大的电源转换器。关于DC-DC转换器的详细动作原理,请参照电子零部件百科全书的关联章。
脉冲宽度调整器
电压参照源
Output:输出
上面的图是切换式电源供应器电路图中的表示。这是简化后的示意图,只显示切换式电源供应器的主要构成部品。仔细看的话,因为转换器融入了高频切换的线路中,所以会更小、更轻、更便宜,所以会发现缺少115V电源转换器。