什么是 SMPS？

开关电源( SMPS )，有时也称为开关模式电源，已成为高效电源转换中不可或缺的一部分。它们将主电压交流输入转换为低压直流输出，并广泛用于 3D 打印机、刺绣机、灌溉系统等工业应用。与旧式线性电源不同，SMPS 紧凑、高效且灵活，使其成为现代设计的首选。

SMPS 如何工作？

传统上，线性电源负责电源转换。这些系统使用笨重的变压器和模拟调节电路，转换效率低于 65%。这种低效率导致大量废热，需要大量冷却机制。

相比之下，SMPS 的效率通常高于 85%，有些设计甚至达到 95%。SMPS 重量轻、体积小、效率高，是现代工业应用的理想选择。此外，碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 等半导体技术的进步进一步提高了 SMPS 的效率并缩小了其尺寸。

您应该构建还是购买 SMPS？

在产品开发过程中，工程团队经常面临设计或购买电源的决定。虽然内部设计 SMPS 可以提供定制，但它需要专业知识。需要多年的经验才能创建可靠、高效的 SMPS。鉴于开关模式设计的复杂性，再加上半导体技术的创新，购买现成的电源通常是大多数工业应用最实用、最具成本效益的解决方案。例如，DIN 导轨开关模式电源 选项随时可用，并在工业环境中提供可靠的性能。

开关模式转换背后的原理是什么？

开关模式原理适用于 AC-DC 和 DC-DC 电源。对于 AC-DC 电源，该过程涉及在 DC-DC 转换阶段之前对输入交流电压（无论是单相 230V 还是三相 400V）进行整流。

在DC-DC转换中，功率半导体为变压器产生高频交流电压。变压器的绕组比决定电压是升高还是降低。产生的高频电压经过整流和调节以满足输出要求。

SMPS 中哪种转换器拓扑最常见？

SMPS 中使用了几种拓扑结构，每种结构适用于特定任务：

• 降压转换器：降低输入电压。电感器和电容器的组合可产生平滑的输出，从而最大程度地减少纹波。

• 升压转换器：提高输入电压以实现更高的输出。

• 降压/升压转换器：能够升高或降低输入电压。

• 反激式和准谐振拓扑：常见于隔离式 AC-DC 应用中，具有高效率和安全性。

开关电源的功能模块有哪些 ？

1. 输入滤波器：保护系统免受电压瞬变和浪涌的影响，同时减少电磁干扰 (EMI)。

2. 整流：将交流输入转换为脉动直流，并使用大容量电容器对其进行平滑。

3. 功率因数校正 (PFC)：通过调整输入电流波形，确保符合法规并提高效率。

4. 开关功能：包括功率半导体和变压器，用于转换和调节输出电压。

5. 输出调节：通过反馈回路和平滑元件确保稳定的直流输出。

如何选择合适的SMPS？

在为工业应用选择 SMPS 时，必须评估几个因素：

• 电气规格：输入/输出电压、功率处理和效率。

• 调节：确保输出电压在变化的负载条件下保持在规定的范围内。

• 峰值输出能力：一些设计支持短时峰值负载，可以优化成本和性能。

• 合规性：验证是否遵守 IEC 62368-1、DoE VI 级和 EcoDesign 2019/1782 等安全和能源效率标准。

DIN 导轨 SMPS选项特别适合节省空间和标准化安装非常重要的工业环境。

结论

开关电源是一种可靠、高效的解决方案，可用于为 3D 打印机、刺绣机和灌溉系统等工业设备供电。NVVV 等知名供应商的产品具有广泛的输入和输出配置，可确保符合安全和性能标准。如需帮助选择合适的 SMPS，请咨询电源专家以满足您的特定要求。