关于问题开关电源为什么还需要高频变压器?一共有 3 位热心网友为你解答:
【1】、来自网友【南山顽石 2018】的最佳回答:
笔者在 2002 至 2008 年之间,曾有近 6 年智能高频开关电源设计经历,因此有资格来回答此问题。
正如问题中所说,开关电源的原理是:
1.交流变直流;
2.直流变高频;
3.高频变压器变压;
4.整流得到输出。
第 3 步,高频变压器这个环节是万万不能省略的。
对于大多数开关电源来说,其输出电压与输入的交流电经过整流后的电压是有很大差异的,这就需要经过高频变压器进行变压后,变成比较接近输出要求的电压,再通过调整电路进行精确调节,以便输出需要的电压。
即便输出电压与输入电源经整流后的电压相差不大,可以通过调整电路进行调节,这时候看起来似乎高频变压器是多余的,实际上一点也不多余。
因为高频开关电压相较于普通稳压直流电源来说,脆弱得多,使用环境的任何干扰都有可能导致开关电源设备发生故障。
使用了高频变压器就相当于在输出单元和前面的电路间加入了一道隔离屏障,能够最大可能防止输出端发生的故障引起输入端及转换部分电路的坏损,也会防止输入端、转换电路的故障引起输出电路损坏。
因此,高频变压器在开关电源中是不可缺少的。
并且由于高频变压器的存在,可以使转换电路、调整电路的结构变得相对简单,一方面因为降低了电路复杂性,从而减少了生产成本,另一方面,由于电路复杂性降低,发生故障的概率也就大大降低,这在工程实践中是极为重要的。
当然了,高频变压器的关键部分磁芯的选择也是十分重要的,任何高频磁性材料都有一定的频率范围,因此选择磁芯就要根据所设计的高频电源的输出频率、输出容量等诸方面因素进行选择,切不可盲目。为了使设计少走弯路,最好先选择好磁芯,再进行输出电路设计。
【2】、来自网友【雅帆电子】的最佳回答:
朋友可能只考虑步骤,没在意频率。
一、工作频率的不同
在交流变直流阶段,这里的交流是 50Hz,那是相当的低了,如果在此处放变压器(就是我们常说的线性变压器),后面也是整流滤波。完全没问题。只不过因为频率低,会导致变压器体积庞大(相对于开关电源),效率低下(50%左右)。
而开关电源是人为的把频率提高到 60kHz 左右(是 50Hz 的 1200 倍),并且是方波信号,所以高频变压器相对来说可以做的很小。运输成本和包装成本都相对低。
同时,由于频率高了,滤波电感和电容体积也小了。这个不在你提问之列,不在讨论。
二、隔离的需要
开关电源不一定需要变压器,用电感也可以降压。只有需要隔离的时候才用高频变压器。
实际中,高频变压器初级与次级之间并不是完全隔离。而是跨接有一个 Y 电容。容量 102 左右。这个电容使初次级电压在一个水平内。并且只对交流起作用。对人体来说是安全的,只有一点点漏电流。这个电流在安全值内,只有用敏感的皮肤才能感觉的到(比如舌头)。
下面这个电路就是不用变压器的电路。
【3】、来自网友【豁达上善若水 GAO】的最佳回答:
我再简单的回答你的问题
使用开关电源供电的根本考虑有以下几点:1.降低适配器体积重量。因为用于手机要便于携带。如果使用工频 220 伏供电,必须使用工频变压器先将 220 伏降低到所需电压,再进行整流滤波、稳压提供所需直流电压。这也是早期采用的普遍方法。这种方法的主要缺点是体积大,重量大,不便随身携带,而且价格也不便宜。2.采用开关电源的原因就是为了解决这两个问题。先将 220 伏市电经整流电路整流变成约 300 伏的直流电压,这个电压是非常危险的电压,需要的电压一般是安全电压,手机的标准供电是 5 伏直流电压,所以必须先用开关电源的方法产生高频方波,一般是 20~200Khz. 然后要用高频变压器变成低压高频方波,这就要求高频变压器,由于工作在高频,可以大大降低变压器的体积重量和成本。从这里解决了减少重量体积的要求。然后再进行整流滤波,在高频信号情况下,滤波器件又进一步减少条件重量,达到设计上的主要目的,减少体积重量。
3.如果不要高频变压器,要从高压变电压一般是费力不讨好,无论从经济性能还是安全性能上都会得不偿失。解决不了安全问题就达不到要求。
这样是否说明了开关电源必须使用高频变压器的原因了吧。
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