开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。
开关电源不同于线性电源,开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换,这两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,因此比较节省能源,产生废热较少。理想上,开关电源本身是不会消耗电能的。电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。相反的,线性电源在产生输出电压的过程中,晶体管工作在放大区,本身也会消耗电能。开关电源的高转换效率是其一大优点,而且因为开关电源工作频率高,可以使用小尺寸、轻重量的变压器,因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小,重量也会比较轻。
若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时,开关电源比线性电源要好。不过开关电源比较复杂,内部晶体管会频繁切换,若切换电流尚未加以处理,可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备,而且若开关电源没有特别设计,其电源功率因数可能不高。
在开关电源上面,一定要使用安规电容,对于一些电器长时间使用以后,可能会出现安规电容损坏的问题,在修复的时候,理论上可更换成容量相同的安规电容,但如果手上没有完全一样的,使用容量不同的安规电容进行更换,会对电源有影响吗?今天就来讲解一下这个问题。
开关电源中的安规电容一般有X电容和Y电容,X电容是安装在零线与火线之间,Y电容一般是安装在地线与火线或地线与零线之间,具体的用法如下图所示:
安规电容在电路中有什么作用呢?它们虽然电容种类不同,但电容的作用主要是滤波,一方面会滤除部分从外部来的干扰,另一方面也可以滤除开关电源对电网的干扰,当然这些滤波还要其它器件的配合,比如共模电感等,这就是EMC,所以对于开关电源来讲,一般都需要用到安规电容器,千万不能节省掉。
开关电源安规电容更换成容量不同会有影响吗?
首先更换的电容必须是同类别的安规电容,比如X安规电容和Y1、Y2安规电容,前提是类别一定要一致。如果是容量不同的话,可能对EMC性能有影响,但到底影响有多大却不好说,容量差别不大的话有可能影响不大。但对电源的总性能影响不大,电源可以正常使用,这点不用太担心。但为了电源的寿命更久,尽量选择同容量安规电容进行替换。
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