開關(guān)電源是模擬電路設(shè)計(jì)中不可跨越的一道門檻，同時很多朋友對開關(guān)電源設(shè)計(jì)感到神秘而好奇，究其原因，是因?yàn)閷﹄姼校?u>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)過變換器的加工，成為負(fù)載能夠使用的能量。??

常見的功率變換器就是各種的工業(yè)開關(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程：??

是從上一級電源吸取能量，通過開關(guān)管（如晶體管）將原有能量切割成一份一份的能量包，再通過電感電容這樣的儲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，因此首先選擇無阻性【理論上】消耗的電感和電容作為主要儲能元器件，能量一旦流經(jīng)較大電阻，必定是電壓和電流形式，這樣會產(chǎn)生功率損耗，進(jìn)而會提高溫度，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_關(guān)管，電感和電容這類的儲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？??

這個問題可以簡單的在宏觀上利用能量守恒來解釋，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，這部分能量也來自上一級的能量，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損的電感和電容，但是開關(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。

因此在開關(guān)管開關(guān)時有損耗，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時，會產(chǎn)生一定的損耗，其中大部分都會變成熱量損耗掉。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，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)品上市時間也是一定的優(yōu)勢因素考量。???

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