switching power supply是什麼意思，switching power supply的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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開關電源（Switching Power Supply，簡稱 SMPS）是一種利用現代電力電子技術，通過高頻開關操作來高效轉換電能形式和電壓等級的電源裝置。它與傳統的線性電源（通過功率器件線性調節壓降來穩壓）在工作原理上有本質區别。

以下是其核心概念和工作原理的詳細解釋：

1. 核心定義與工作原理

   • 高頻開關操作： 開關電源的核心在于其内部的功率半導體器件（如 MOSFET 或 IGBT）以高頻（通常在幾十 kHz 到幾 MHz 範圍）周期性地在“導通”（ON）和“關斷”（OFF）狀态之間快速切換。這種開關動作是電能轉換的關鍵。
   • 能量存儲與傳遞： 在開關導通期間，輸入電能被短暫地存儲在一個磁性元件（通常是電感或變壓器）或電容中。在開關關斷期間，存儲的能量被釋放到輸出端。通過精确控制開關導通和關斷的時間比例（即占空比），可以精确地調節輸出電壓或電流。
   • 基本拓撲： 常見的電路拓撲包括降壓（Buck）、升壓（Boost）、降壓-升壓（Buck-Boost）、反激（Flyback）、正激（Forward）、半橋（Half-Bridge）、全橋（Full-Bridge）等。每種拓撲適用于不同的輸入/輸出電壓關系和功率等級。

2. 關鍵優勢

   • 高效率： 這是開關電源最顯著的優點。功率器件在開關狀态下工作時，要麼處于低電阻的導通狀态（損耗小），要麼處于高電阻的關斷狀态（電流極小，損耗小）。僅在開關切換瞬間有較大損耗。因此，其效率通常遠高于線性電源（可達 85% 以上，甚至超過 95%），顯著減少了能源浪費和發熱。
   • 高功率密度與小體積/重量： 由于工作頻率高，變壓器、電感、濾波電容等磁性元件和儲能元件的尺寸可以做得非常小。這使得開關電源能夠實現非常緊湊和輕便的設計，特别適合便攜式設備和空間受限的應用。
   • 寬電壓輸入範圍： 許多開關電源設計能適應較寬的輸入電壓範圍（例如，全球通用的 85V AC 至 264V AC），或適應電池電壓的大範圍變化。
   • 靈活的輸出電壓： 通過調整控制電路，可以相對容易地設計出提供不同輸出電壓（正壓、負壓、多路輸出）的開關電源。

3. 主要缺點與挑戰

   • 電磁幹擾： 高頻開關動作會産生快速的電壓和電流變化（dv/dt, di/dt），這些是潛在的電磁幹擾源。設計良好的開關電源需要包含有效的輸入/輸出濾波電路和屏蔽措施以滿足電磁兼容性标準。
   • 輸出紋波與噪聲： 開關過程會在輸出電壓上産生一定頻率和幅度的紋波和噪聲。對于噪聲敏感的應用，可能需要額外的濾波或選擇紋波更低的拓撲。
   • 電路複雜度： 相比線性電源，開關電源通常包含更多的元器件（功率開關、控制器 IC、磁性元件、複雜反饋網絡），設計和調試相對複雜。

4. 廣泛應用領域

   • 幾乎無處不在： 由于其高效率和小型化的優勢，開關電源已成為現代電子設備最主要的供電方式。
   • 消費電子： 手機/平闆充電器、筆記本電腦電源適配器、電視機、遊戲機、LED 照明驅動器等。
   • 計算機與通信： 服務器電源、台式機/筆記本内部電源（ATX）、路由器、交換機、基站電源等。
   • 工業設備： 電機驅動器、自動化控制系統電源、測試測量儀器電源等。
   • 其他： 醫療設備、電動汽車充電器、可再生能源系統（太陽能逆變器）等。

總結來說，開關電源是一種通過高頻開關晶體管精确控制能量存儲和釋放過程，從而實現高效電能轉換和電壓變換的電源技術。其高效率和小型化特性使其成為當今電子設備供電的絕對主流方案。

參考資料：

1. Texas Instruments (TI): 《開關模式電源基礎知識》應用報告。 https://www.ti.com/lit/an/slva057e/slva057e.pdf (權威半導體廠商的技術文檔)
2. ON Semiconductor (安森美): 《開關電源工作原理》應用筆記。 https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND9135-D.PDF (權威半導體廠商的技術文檔)
3. Wikipedia: “Switched-mode power supply” 詞條。 https://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply (綜合概述，包含拓撲和工作原理)
4. Mouser Electronics: 《開關電源技術指南》。 https://www.mouser.cn/applications/switching-power-supply-guide/ (知名電子元器件分銷商的技術資源)

網絡擴展資料

“Switching Power Supply”是電子工程領域的專業術語，以下是詳細解釋：

1.基本定義

• 中文翻譯為“開關電源”，也可稱為“交換式電源供應”（）。其核心功能是通過高頻開關技術實現電壓轉換，包括升壓（Boost）和降壓（Buck），廣泛應用于現代電子産品中。

2.工作原理

• 與傳統線性電源不同，開關電源通過半導體器件（如MOSFET）的高速開關動作（通常頻率在幾十kHz到MHz）調節輸出電壓。這種開關操作減少了能量損耗，提高了效率。

3.主要優點

• 高效率：因能量損耗低，效率可達70%-95%；
• 體積小：高頻變壓器替代傳統笨重的工頻變壓器；
• 寬輸入範圍：可適應不同電壓和頻率的輸入。

4.應用領域

• 常見于計算機、通信設備、家電（如手機充電器）、工業控制系統等。在交流電源場景中，也被稱為“Switching AC Power Supply”。

5.相關縮寫

• 其英文縮寫為“SPS”（Switching Power Supply），全稱有時寫作“Switching Mode Power Supply”（SMPS）。

如需更深入的技術參數（如拓撲結構、控制芯片等），建議參考專業電子工程文獻或行業标準文檔。

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