因為各個分類之間會有交叉,所以特别是開關電源的分類,我們按照分類維度,去區分。
各種拓撲肯定可以歸類到其他的分類維度,進行歸類,但是由于其他分類維度也有交叉,所以單獨按照拓撲進行分類。
1、AC/DC與DC/DC
AC/DC是開關電源的其中一類。該類電源也稱一次電源——AC是交流,DC是直流,它,經過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有産品,用于不同場合。
AC/DC電源管理芯片變換是将交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負載的稱為“整流”,功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。
AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經整流、濾波,因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的,同時因遇到安全标準(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全标準的元件,這樣就限制AC/DC電源體積的小型化。
DC/DC電源指直流轉換為直流的電源,從這個定義上看,廣義的DCDC表示隻要是直流轉直流都叫DCDC,LDO(低壓差線性穩壓器)芯片也應該屬于DC/DC電源。但是約定俗成的定義是:一般隻将直流變換到直流,且這種轉換方式是通過開關方式實現的電源稱為DC/DC電源。(第一張圖中,狹義的DC/DC)
逆變電路的分類(1)根據輸入直流電源的性質可分為
電壓型逆變電路
(VoltageSourceTypeIn-verter,VSTI)
電流型逆變電路
(CurrentSourceTypeInverter,CSTI)。DC-AC變換電路由直流電源提供能量,為了保證直流電源為恒壓源或恒流源,在直流電源的輸出端須配有儲能元件。若采用大電容作為儲能元件,能夠保證電壓的穩定;若采用大電感作為儲能元件,是為了保證電流的穩定。
(2)根據逆變電路結構的不同,可分為半橋式、全橋式和推挽式逆變電路。
(3)根據所用的電力電子器件的換流方式不同,可分為自關斷、強迫換流、交流電源電動勢換流和負載諧振換流逆變電路等。
(4)由于負載的控制要求,逆變電路的輸出電壓(電流)和頻率往往是變化的,根據電壓和頻率控制方法不同,可分為脈沖寬度調制(PWM)逆變電路,脈沖幅值調制(PAM)逆變電路,用階梯波調幅或用數台逆變器通過變壓器實現串、并聯的移相調壓的方波或階梯波逆變器。
2、線性電源 與 開關電源
線性電源的調整管工作在放大狀态,因而發熱量大,效率低(與壓降多少有關),需要加體積龐大的散熱片。實現AC/DC時,還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當要制作多組電壓輸出時變壓器會更龐大。
開關電源的調整管工作在飽和和截止狀态,因而發熱量小,效率高。AC/DC電源省掉了大體積的變壓器。但開關電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波(50mVat5Voutputtypical),在輸出端并接穩壓二極管可以改善,另外由于開關管工作時會産生很大的尖峰脈沖幹擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很小(5mV以下)。
開關電源通過不同的拓撲結構可以實現,降壓、升壓、升降壓。而線性電源隻能實現降壓。
圖片來自于“硬十視頻課程”《電源是怎樣煉成的》(第二季)
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