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开关电源中通用元器件的类型及主要功能

来源： dzsc

2021-12-29

类别：技术信息

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原标题：开关电源中通用元器件的类型及主要功能

在开关电源的设计和应用中，涉及到多种元器件，这些元器件各自承担着不同的功能和作用。以下是对开关电源中常用元器件类型及其主要功能的详细归纳：

一、电阻

取样电阻：构成输出电压的取样电路，将取样电压送至反馈电路，以稳定电压输出。
均压电阻：在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用，也称为平衡电阻。
分压电阻：构成电阻分压器，用于分压电路。
泄放电阻：断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中电容器存储的电荷泄放掉，防止电荷积累导致的电击或设备损坏。
限流电阻：起限流保护作用，如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的限流电阻。
电流检测电阻：与过电流保护电路配套使用，用于限制开关电源的输出电流极限，防止过流损坏。
分流电阻：给电流提供旁路，以分担部分电流，保护其他元件。
负载电阻：开关电源的负载电阻，包括等效负载电阻。
最小负载电阻：为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻，可避免因负载开路而导致输出电压过高。
假负载：在测试开关电源性能指标时临时接的负载，如电阻丝、水泥电阻等。
滤波电阻：用作LC型滤波器、RC型滤波器、π型滤波器中的滤波电阻，滤除噪声和干扰。
偏置电阻：给开关电源的控制端提供偏压，或用来稳定晶体管的工作点。
保护电阻：常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中，防止元件过压或过流损坏。
频率补偿电阻：如构成误差放大器的RC型频率补偿网络，用于改善电路的频率响应特性。
阻尼电阻：防止电路中出现谐振，保持电路稳定。
压敏电阻：根据电压范围分为不同档位，对过电压脉冲响应速度快，耐冲击电流能力强，可用于构成过电压保护电路、防雷击保护电路等。

二、电容

滤波电容：构成输入滤波器、输出滤波器等，滤除电源中的高频噪声和纹波。
耦合电容：亦称隔直电容，隔断直流信号，只让交流信号通过。
退耦电容：防止电源产生自激振荡，确保电源稳定。
软启动电容：构成软启动电路，使输出电压和输出电流在启动时缓慢建立，避免冲击。
补偿电容：构成RC型、CL型振荡器，用于电路的频率补偿。
加速电容：用于提高晶体管的开关速度，优化电路性能。
振荡电容：可构成RC型、LC型振荡器，为电路提供振荡源。
自举电容：用于提升输入级的电源电压，或构成电压前馈电路。
延时电容：与电阻构成RC型延时电路，实现电路的延时功能。
储能电容：如极性反转式DC-DC变换器中的泵电容，储存和释放能量。
倍压电容：与二极管构成倍压整流电路，提高输出电压。
消噪电容：用于滤除电路中的噪声干扰，提高信号质量。
中和电容：消除放大器的自激振荡，确保放大器稳定工作。
抑制干扰的电容器：在EMI滤波器中滤除串模和共模干扰，保护电路免受外界干扰。
安全电容：包括X电容和Y电容，分别用于滤除共模干扰和串模干扰。

三、电感

滤波电感：构成LC型滤波器，滤除电源中的高频噪声和纹波。
储能电感：常用于降压式或升压式DC-DC变换器电路中，储存和释放能量以实现电压转换。
振荡电感：构成LC型振荡器，为电路提供振荡源。
共模电感：亦称共模扼流圈，常用于EMI滤波器中，对共模干扰起到抑制作用。
串模电感：亦称串模扼流圈，采用单绕组结构，一般串联在开关电源的输入电路中，滤除串模干扰。
频率补偿电感：构成LC型、LCR型频率补偿网络，用于改善电路的频率响应特性。

四、变压器

工频变压器：对交流电源进行变压与隔离，将高压交流电转换为低压交流电，同时实现电气隔离，保护用户和设备安全。在开关电源中，虽然直接使用高频变压器进行电压转换更为常见，但工频变压器在某些应用场合（如输入电压变换）中仍然有其重要性。
五、二极管
整流二极管：将交流电转换为直流电。在开关电源中，通常使用快恢复二极管或肖特基二极管以提高效率。
稳压二极管：利用反向击穿特性，为电路提供稳定的基准电压。
开关二极管：作为高频开关使用，控制电流的通断。在开关电源中，常用的是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为高频开关元件。
续流二极管：在电感线圈等储能元件放电时，提供续流路径，防止元件反向击穿。
保护二极管：如瞬态抑制二极管（TVS），用于保护电路免受瞬态过电压的损害。
六、晶体管
三极管：作为放大器、开关等使用，但在现代开关电源中，由于MOSFET等新型半导体器件的出现，三极管的使用逐渐减少。
MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：作为高频开关元件，控制开关电源的输入和输出。MOSFET具有开关速度快、输入阻抗高、驱动功率小等优点，是开关电源中的核心元件之一。
IGBT（绝缘栅双极型晶体管）：在某些大功率开关电源中，IGBT因其高耐压、大电流的特性而被广泛使用。
七、集成电路
PWM（脉冲宽度调制）控制器：产生PWM信号，控制开关元件的通断，从而调节输出电压和电流。PWM控制器是开关电源中的关键元件之一。
线性稳压器：在某些低压、低功耗的应用中，仍然需要使用线性稳压器来稳定输出电压。
运算放大器：在反馈电路、误差放大器等电路中使用，用于信号放大和处理。
比较器：将输入信号与参考电压进行比较，输出高电平或低电平信号，用于控制开关元件的通断。
八、其他元件
保险丝：在电路发生短路或过载时，保险丝会熔断，切断电路，保护设备和人员安全。
散热器：用于散热，防止开关元件因过热而损坏。在高频开关电源中，由于开关元件的开关频率高，会产生大量的热量，因此散热器是必不可少的元件。
滤波网络：包括LC滤波网络、RC滤波网络等，用于滤除电路中的噪声和干扰信号。
保护电路：如过流保护电路、过压保护电路、欠压保护电路等，用于保护开关电源免受各种异常情况的损害。
综上所述，开关电源中涉及多种元器件，每种元器件都承担着不同的功能和作用，共同构成了一个完整的开关电源系统。