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雕刻機(jī)設(shè)備及專用配件

 開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間

劉經(jīng)理

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開(kāi)關(guān)電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作模式多用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。另外，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作方式多用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。

根據(jù)開(kāi)關(guān)器件在電路中連接的方式，目前比較廣泛使用的開(kāi)關(guān)電源，大體上可分為：串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源、并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源、變壓器式開(kāi)關(guān)電源等三大類。其中，變壓器式開(kāi)關(guān)電源（后面簡(jiǎn)稱變壓器開(kāi)關(guān)電源）還可以進(jìn)一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種；根據(jù)變壓器的激勵(lì)和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種；如果從用途上來(lái)分，還可以分成更多種類。

下面我們先對(duì)串聯(lián)式、并聯(lián)式、變壓器式等三種最基本的開(kāi)關(guān)電源工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，其它種類的開(kāi)關(guān)電源也將逐步進(jìn)行詳細(xì)分析。

串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源

串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的工作原理

圖1-1-a是串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的最簡(jiǎn)單工作原理圖，圖1-1-a中Ui是開(kāi)關(guān)電源的工作電壓，即：直流輸入電壓；K是控制開(kāi)關(guān)，R是負(fù)載。當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K接通的時(shí)候，開(kāi)關(guān)電源就向負(fù)載R輸出一個(gè)脈沖寬度為T(mén)on，幅度為Ui的脈沖電壓Up；當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷的時(shí)候，又相當(dāng)于開(kāi)關(guān)電源向負(fù)載R輸出一個(gè)脈沖寬度為T(mén)off，幅度為0的脈沖電壓。這樣，控制開(kāi)關(guān)K不停地“接通”和“關(guān)斷”，在負(fù)載兩端就可以得到一個(gè)脈沖調(diào)制的輸出電壓uo 。

其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源（粗電），如市電電源或蓄電池電源，轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓（精電）。直流開(kāi)關(guān)電源的核心是dc/dc轉(zhuǎn)換器。因此直流開(kāi)關(guān)電源的分類是依賴dc/dc轉(zhuǎn)換器分類的。也就是說(shuō)，直流開(kāi)關(guān)電源的分類與dc/dc轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的，dc/dc轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直 流開(kāi)關(guān)電源的分類。 

　　直流dc/dc轉(zhuǎn)換器按輸入與輸出之間是否有電氣隔離可以分為兩類：一類是有隔離的稱為隔離式dc/dc轉(zhuǎn)換器；另一類是沒(méi)有隔離的稱為非隔離 式dc/dc轉(zhuǎn)換器。 

　　隔離式dc/dc轉(zhuǎn)換器也可以按有源功率器件的個(gè)數(shù)來(lái)分類。單管的dc/dc轉(zhuǎn)換器有正激式（forward）和反激式（flyback）兩種。雙管dc/dc轉(zhuǎn)換器 有雙管正激式（doubletransistor forward converter），雙管反激式（double transistr flyback converter）、推挽式（push-pull converter） 和半橋式（half-bridge converter）四種。四管dc/dc轉(zhuǎn)換器就是全橋dc/dc轉(zhuǎn)換器（full-bridge converter）。 

　　非隔離式dc/dc轉(zhuǎn)換器，按有源功率器件的個(gè)數(shù)，可以分為單管、雙管和四管三類。 單管dc/dc轉(zhuǎn)換器共有六種，即降壓式（buck）dc/dc轉(zhuǎn)換器 ，升壓式（boost）dc/dc轉(zhuǎn)換器、升壓降壓式（buck boost）dc/dc轉(zhuǎn)換器、cuk dc/dc轉(zhuǎn)換器、zeta dc/dc轉(zhuǎn)換器和sepic dc/dc轉(zhuǎn)換器。在這六種 單管dc/dc轉(zhuǎn)換器中，buck和boost式dc/dc轉(zhuǎn)換器是基本的，buck-boost、cuk、zeta、sepic式dc/dc轉(zhuǎn)換器是從中派生出來(lái)的。雙管dc/dc轉(zhuǎn)換 器有雙管串接的升壓式（buck-boost）dc/dc轉(zhuǎn)換器。四管dc/dc轉(zhuǎn)換器常用的是全橋dc/dc轉(zhuǎn)換器（full-bridge converter）。 

　　隔離式dc/dc轉(zhuǎn)換器在實(shí)現(xiàn)輸出與輸入電氣隔離時(shí)，通常采用變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于變壓器具有變壓的功能，所以有利于擴(kuò)大轉(zhuǎn)換器的輸出應(yīng)用 范圍，也便于實(shí)現(xiàn)不同電壓的多路輸出，或相同電壓的多種輸出。 

　　在功率開(kāi)關(guān)管的電壓和電流定額相同時(shí)，轉(zhuǎn)換器的輸出功率通常與所用開(kāi)關(guān)管的數(shù)量成正比。所以開(kāi)關(guān)管數(shù)越多，dc/dc轉(zhuǎn)換器的輸出功率越大，四管式比兩管式輸出功率大一倍，單管式輸出功率只有四管式的1/4。 

　　非隔離式轉(zhuǎn)換器與隔離式轉(zhuǎn)換器的組合，可以得到單個(gè)轉(zhuǎn)換器所不具備的一些特性。 

　　按能量的傳輸來(lái)分，dc/dc轉(zhuǎn)換器有單向傳輸和雙向傳輸兩種。具有雙向傳輸功能的dc/dc轉(zhuǎn)換器，既可以從電源側(cè)向負(fù)載側(cè)傳輸功率，也可 以從負(fù)載側(cè)向電源側(cè)傳輸功率。 

　　dc/dc轉(zhuǎn)換器也可以分為自激式和他控式。借助轉(zhuǎn)換器本身的正反饋