分立器件產品在開關電源上的應用

電源在電子產品中應用非常廣泛，開關電源是其中重要的一種。通俗來講，它就是一種電能轉換裝置，也叫開關變換器，是一種電源供應器。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。像AC/DC轉換器、DC/DC變換器，還有DC/AC逆變器等都是電源。很多電源產品220V交流電插座、電源適配器等產品都用到了開關電源技術。開關電源具有小型、輕量和高效率等特點，廣泛應用于計算機、儀器儀表、安防設備、通訊設備、智能電子產品、汽車電子、工控設備、醫療機器、機器人、新能源等領域。

電源是一款對產品安全、設計和制造工藝等要求非常嚴格的產品，國內能做高端開關電源產品的企業非常稀缺，什么樣的開關電源是好產品，做出一款高端開關電源產品需要具備哪些，用到哪些分立器件呢？本期合科泰來給大家講一講。

開關電源的工作原理

開關電源是通過開關管的開通和關斷來實現電能變換的，通常，電能的變換則包括AC/DC轉換，這個AC/DC轉換技術可能用在AC/DC轉換器、整流器、通信電源、電源適配器或照明電源等產品中。還有DC/DC變換，它是將直流電變換為直流電，這個過程可能是將高壓的小電流變換為低壓大電流，比如在常見的DC/DC變換器、模塊電源和很多板上的電源產品上用這個技術，也有AC/AC變頻，它將交流電變換為交流電，用這個的有AC/AC變頻器等，此外，還有DC/AC逆變，這個是將直流電逆變為交流電，如DC/AC逆變器、UPS、并網逆變器和電機控制器等產品。

開關電源的工作原理是通過高頻變換和脈沖寬度調制來實現電壓和電流的轉換，它可能涉及到如下包括幾個步驟：

1、交流電源輸入：開關電源通常通過交流電源輸入，經過整流和濾波轉換為直流電。

2、高頻變換：通過高頻PWM（脈沖寬度調制）信號控制開關管，將直流電加到開關變壓器的初級上。開關變壓器次級感應出高頻電壓，經過整流和濾波后供給負載。

3、反饋控制：輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達到穩定輸出的目的。

開關電源用到哪些分立器件？

開關電源產品通常會應用到的電力電子器件主要為二極管、三極管、IGBT和MOS等。通過電路結構來看，開關電源主要是由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部分組成。這些產品應用在整流電路、濾波電路、限流電路、驅動電路等。

通常，開關電源用到的幾大電路，主電路作用包括沖擊電流限幅、整流與濾波、逆變、輸出整流與濾波等。控制電路從輸出端取樣與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。檢測電路為電路提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。

開關電源產品中通常用到多種分立器件配合實現上述功能，如肖特基二極管具有高速開關特性，適用于高頻開關電源，快恢復二極管：具有快速的恢復時間，能夠減小開關電源中的開關損耗，穩壓管用于穩定輸出電壓，確保開關電源的穩定性。

還有三極管常用于信號處理和小功率放大電路。在開關電源中，三極管可以用于驅動電路，將單片機輸出的脈沖進行功率放大，以驅動開關管（如MOS管或IGBT）。

MOS管作為常用的功率開關器件，具有高輸入阻抗、低導通電阻和高速開關特性。在開關電源中，MOS常用于功率開關部分，實現電能的轉換和控制。IGBT具有高輸入阻抗、低導通壓降和高速開關特性，在高壓、大功率開關電源中應用廣泛，如新能源汽車、光伏風電等。

晶閘管用于整流電路，特別是在直流輸電領域，在某些特定場景，如需要高壓大電流整流的場合。電阻、電容、電感等被動元件也是開關電源中不可或缺的組成部分。

作為一家專業分立器件廠商，合科泰能為電源產品提供高質量、可靠性高且穩定的產品，如整流橋GBU410、高壓MOS管HKTD7N65、中低壓MOS管HKTD80N06、快恢復二極管RS2M和超快恢復二極管ES2MF、肖特基SS510等。

好的開關電源應具備好的性能，包括穩定性和可靠性，具備穩定的輸出電壓和電流，能夠在各種負載條件下保持穩定的性能。此外，電源的效率高、發熱少、噪音低也是衡量其性能的重要指標。好的開關電源應具備過載保護、短路保護、過壓保護等安全功能，確保在使用過程中不會對設備造成損害。同時，電源的絕緣性能和防雷擊能力也是不可忽視的安全因素。適用性也要好，根據具體的使用場景選擇合適的開關電源。

做好一款好的開關電源產品除了技術方案、材料及器件采購、制造要求以及產品管控測試等，產品的應用驗證都是非常重要的，需要全方位高標準要求，方能做出優質開關電源產品。