開(kāi)關(guān)電源是模擬電路設(shè)計(jì)中不可跨越的一道門檻，同時(shí)很多朋友對(duì)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)感到神秘而好奇，究其原因，是因?yàn)閷?duì)電感，電容，電阻等一些列元器件的本質(zhì)屬性還不是特別清晰。

今天和大家分享的就是在功率變換中的一些本質(zhì)性概念和理解。

1.功率變換器：??

是將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電路設(shè)計(jì)。其目的是將原有能量經(jīng)過(guò)變換器的加工，成為負(fù)載能夠使用的能量。??

常見(jiàn)的功率變換器就是各種的工業(yè)開(kāi)關(guān)電源，各種家用設(shè)備的適配器等等：

?2.功率變換器具體工作過(guò)程：??

是從上一級(jí)電源吸取能量，通過(guò)開(kāi)關(guān)管（如晶體管）將原有能量切割成一份一份的能量包，再通過(guò)電感電容這樣的儲(chǔ)能但是理論上不消耗能量的元器件將能量匯總，在輸出端匯總以后的能量（如形成的電源），便是后級(jí)負(fù)載需要使用的能量，最終這些能量供給負(fù)載消耗。

總結(jié)：輸入源-》功率變換-》輸出端匯總-》負(fù)載消耗

3.功率變換器為什么主要構(gòu)成是開(kāi)關(guān)管和電感電容？??

功率變換目的是為后端提供高效的能量，因此首先選擇無(wú)阻性【理論上】消耗的電感和電容作為主要儲(chǔ)能元器件，能量一旦流經(jīng)較大電阻，必定是電壓和電流形式，這樣會(huì)產(chǎn)生功率損耗，進(jìn)而會(huì)提高溫度，而這就意味著能量轉(zhuǎn)換效率降低。因此在功率電源變換器中主要拓?fù)湓骷闶褂昧碎_(kāi)關(guān)管，電感和電容這類的儲(chǔ)能而不消耗能量的元器件。

4.功率變換器的效率為什么達(dá)不到百分之百？??

這個(gè)問(wèn)題可以簡(jiǎn)單的在宏觀上利用能量守恒來(lái)解釋，那就是常溫環(huán)境下能量的轉(zhuǎn)換必然帶有損失，比如器件發(fā)熱，這部分能量也來(lái)自上一級(jí)的能量，因?yàn)槟芰渴遣荒軕{空出現(xiàn)和消失的。??

輸入的能量=損耗的能量+給后級(jí)負(fù)載提供的能量。??

從具體元器件上看，雖然我們是用的主要元器件是無(wú)損的電感和電容，但是開(kāi)關(guān)管，電感，電容這些器件是實(shí)際的元器件，并不是理想的模型。

因此在開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)時(shí)有損耗，有導(dǎo)通內(nèi)阻，電感有DCR，電容有ESR，而且實(shí)際電路也不是只由這三種元器件構(gòu)成，因此在電路中到處都有阻值很小電阻的存在，這些電阻在能量流過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的損耗，其中大部分都會(huì)變成熱量損耗掉。因此效率上不能夠達(dá)到100%。??

雖然目前的電源還不能夠達(dá)到100%的效率，但是目前的設(shè)計(jì)可以達(dá)到90%以上，一般應(yīng)用場(chǎng)景也夠用了，而且隨著技術(shù)的提高，效率也在不斷的上升。

我們工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的是要在效率和成本之間尋求最優(yōu)點(diǎn)，而且在商用產(chǎn)品上，產(chǎn)品上市時(shí)間也是一定的優(yōu)勢(shì)因素考量。???

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