2021 常见的条记本电源和手机充电器就是开关电源的实例。最简单的开关电源电路可能是电蚊拍、LED手电、电棍和荧光灯管的应急灯里面的电路。俺有一个很古老的声压计， 它里面也有开关电源。
电子线路SPICE设想与仿实 京东 ¥7.48 去购置其实那个问题是能够用电路仿实的例子来部门解答的。
开关电源（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、开关变更器，是一种高频化电能转换安装。其功用是将一個電壓，透過差别形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。开关电源的輸入多半是市電或是曲流電，輸出多半是需要曲流的設備，如电脑。
开关电源的根本原理就是磁场和/或电场能量之間的轉換。
开关电源差别於线性电源，常见的开关电源操纵半导体的全開形式（饱和区）及全閉形式（截行区）有低耗散的特點，比較節省能源，產熱少。若是需要稳压，是透過調整半导体的通及斷路時間來到达。相反，非低压差的线性電源功率管工做在放大区，压降相比照较大，更多電能酿成热耗散。
开关电源的高轉換效率是更大长处，同时因為开关频次高，能够用小尺寸、輕量的储能电感包罗变压器，开关电源尺寸更小，重量更轻。不单削减能耗， 愈加能够为厂家和国度节省天然资本，例如铜、铁、铝以至石油......
操纵电感和电容的工做特点，开关电源既能够升压也能够降压。单电池LED手电是一个简单的实例。
俺还能够举一个 ZVS 谐振开关的仿实在例。 逆变器其实也能够算是开关电源的范围。
逆变器（又称反流器、反用换流器；Inverter）是一个操纵电路将曲流电（DC）变更成交换电（AC）的器件，目标与整流器相反（AC转DC）.
笼统来看， 逆变器就是把相对恒定的曲流电通过电路的调造（自激或者它激振荡）输送给电感然后通过互感传输到负载的一个过程。 也就是（相对）恒定电场能量转换成交变电场能量再转换成磁场能量再转换成交变电场能量的过程。
前面说到半导体当开关， 其实汗青上也有机械式的开关电源，用在很早期的汽车上， 若是您去翻找材料的话。 别的还有电子管的开关电源， 只不外很少见罢了。
飞机上的交换电是美国的尺度， 400Hz AC 115Vrms, 若是要供应通俗用户的 50/60Hz 插座就需要变频。 汽船/邮轮/渡轮上也是如许的应用场所。汽车上的 12/24V 要供应条记本电脑也需要类似的转换。
跑题了。说回电路。 哦对了，电蚊拍。
关于 LTspice 的一些读物
SPICE Using OrCAD PSPICE, WINSPICE or LTSPICE
那是 Dr. Lynn Fuller 博士撰写的长达 70 页的介绍， 读一下绝对有收成。
http://people.rit.edu/lffeee/SPICE_OrCAD_WinSPICE_Fuller.pdf https://vdocuments.site/spice-orcad-winspice-rit-peoplepeopleritedulffeeespiceorcadwinspicefullerpdf2-9-2010.html https://docplayer.net/62762097-Spice-using-orcad-pspice-winspice-or-ltspice.html『不法打鱼』的电鱼机就是一个典型的例子。
** 别小看上面图中的电灯胆， 它是一个 PTC, 若是您喜好高峻上有比格的名词。
比格高一些的就用上集成电路了
典范的 500瓦 UPS 电原理图以及其他瓦数的 UPS / 逆变器电路图
“原理是什么”那个需要从欧姆定律、电工原理、晶体管电路（模仿和开关电路）的常识， 以及其他相关的大量内容， 恐怕一个帖子说不完。
不如您先从安拆一个免费的电路仿实软件起头吧。。
LTspice
LTspice®是一款高性能 SPICE 仿实软件、电路图捕捉和波形不雅测器，并为简化模仿电路的仿实供给了改良和模子。LTspice 的下载内容中包罗了用于大大都 Analog Devices 开关稳压器、放大器的宏模子，以及用于一般电路仿实的器件库。
LTspice | 设想资本 | 亚德诺半导体www.analog.com/cn/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html【** 注：Linear Technology 已经被 ADI 吞并 】
LTspice IV 是一款高性能 Spice III 仿实器、电路图捕捉和波形不雅测器，并为简化开关稳压器的仿实供给了改良和模子。我们对 Spice 所做的改良使得开关稳压器的仿实速度极快，较之尺度的 Spice 仿实器有了大幅度的进步，从而令用户只需区区几分钟即可完成大大都开关稳压器的波形不雅测。那里可下载的内容包罗用于 80% 的凌力尔特开关稳压器的 Spice 和 Macro Model，200 多种运算放大器模子以及电阻器、晶体管和 MOSFET 模子。
Dr. Lynn Fuller 博士撰写的长达 70 页的介绍， 读一下绝对有收成。
http://people.rit.edu/lffeee/SPICE_OrCAD_WinSPICE_Fuller.pdf LTspice 仿实 简单的三极管低压 ZVS仿实模子
"复造代码" , 复造，贴进记事本， 存成 ".asc"
然后用 LTSPICE 翻开那个 “.asc” 文件， 若是有乱码， 费事您本身改一下。
Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE -1248 -352 -1376 -352 WIRE -1200 -352 -1248 -352 WIRE -1072 -352 -1200 -352 WIRE -800 -352 -992 -352 WIRE -1376 -288 -1376 -352 WIRE -1200 -240 -1200 -352 WIRE -1248 -208 -1248 -352 WIRE -1120 -192 -1136 -192 WIRE -992 -192 -1056 -192 WIRE -1376 -144 -1376 -208 WIRE -992 -128 -992 -192 WIRE -992 -128 -1024 -128 WIRE -848 -128 -992 -128 WIRE -752 -128 -848 -128 WIRE -1200 -80 -1200 -160 WIRE -1200 -80 -1280 -80 WIRE -1152 -80 -1200 -80 WIRE -1088 -80 -1152 -80 WIRE -752 -80 -752 -128 WIRE -1280 -48 -1280 -80 WIRE -640 -48 -704 -48 WIRE -848 0 -848 -128 WIRE -704 0 -704 -48 WIRE -640 0 -640 -48 WIRE -800 32 -800 -352 WIRE -752 32 -752 0 WIRE -752 32 -800 32 WIRE -1280 64 -1280 16 WIRE -1280 64 -1392 64 WIRE -1024 64 -1024 -32 WIRE -1024 64 -1280 64 WIRE -752 64 -752 32 WIRE -1392 96 -1392 64 WIRE -1280 96 -1280 64 WIRE -704 112 -704 80 WIRE -640 112 -640 80 WIRE -640 112 -704 112 WIRE -1024 128 -1024 64 WIRE -640 144 -640 112 WIRE -1280 176 -1280 160 WIRE -1248 176 -1248 -128 WIRE -1248 176 -1280 176 WIRE -1136 176 -1136 -192 WIRE -1136 176 -1248 176 WIRE -1088 176 -1136 176 WIRE -848 176 -848 64 WIRE -800 176 -848 176 WIRE -752 176 -752 144 WIRE -752 176 -800 176 WIRE -992 224 -1024 224 WIRE -800 224 -800 176 WIRE -800 224 -992 224 WIRE -1152 272 -1152 -80 WIRE -1120 272 -1152 272 WIRE -992 272 -992 224 WIRE -992 272 -1056 272 FLAG -1392 96 0 FLAG -1376 -144 0 FLAG -640 144 0 SYMBOL npn -1088 -128 R0 SYMATTR InstName Q1 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL npn -1088 224 M180 SYMATTR InstName Q2 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL diode -1264 16 R180 WINDOW 0 24 64 Left 2 WINDOW 3 24 0 Left 2 SYMATTR InstName D1 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1296 96 R0 WINDOW 3 -25 105 Left 2 SYMATTR InstName D2 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL ind2 -768 -96 R0 WINDOW 0 -21 27 Left 2 WINDOW 3 23 -23 Left 2 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -768 48 R0 WINDOW 0 -37 64 Left 2 WINDOW 3 32 131 Left 2 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -688 96 R180 WINDOW 0 -26 110 Left 2 WINDOW 3 -35 169 Left 2 SYMATTR InstName L3 SYMATTR Value 30m SYMATTR Type ind SYMBOL voltage -1376 -304 R0 WINDOW 123 0 0 Left 2 WINDOW 39 0 0 Left 2 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 5 SYMBOL ind -1088 -336 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L4 SYMATTR Value 10m SYMBOL cap -864 0 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 100n SYMBOL diode -1120 -176 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D3 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1120 288 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D4 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL res -1216 -256 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 999 SYMBOL res -1232 -112 R180 WINDOW 0 36 76 Left 2 WINDOW 3 36 40 Left 2 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 1000 SYMBOL res -656 -16 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 1000k TEXT -760 216 Left 2 !K1 L1 L2 L3 1 TEXT -1484 250 Left 2 !.tran 0 1 0 1e-9 startup"复造代码" , 复造，贴进记事本， 存成 ".asc"
然后用 LTSPICE 翻开那个 “.asc” 文件， 若是有乱码， 费事您本身改一下。
LTspice 仿实 12v供电3000V输出
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然后用 LTSPICE 翻开那个 “.asc” 文件， 若是有乱码， 费事您本身改一下。
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然后用 LTSPICE 翻开那个 “.asc” 文件， 若是有乱码， 费事您本身改一下。
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时髦的氮化镓开关电源充电器开关电源能量密度不但是受开关管的限造， 还受磁性质料和铜的导电性能限造。整流的肖特基二极管和储能电容也是造肘的因素。80年代就有开关电源了， 那时候还没流行氮化镓呢。即使没有氮化镓的手艺， 硅功率器件的潜力还远远没有发掘透。 好比同步整流能够提拔效率， 谐振开关也能够进步硅功率器件的工做频次。
氮化镓在低频下只比硅功率器件效率高0.5-1.2%, 若是不是高频次带来体积缩小的利好，要让自己就挣扎在薄利多销边沿的电源厂家当小白鼠去测验考试氮化镓功率IC无疑需要氮化镓功率IC 厂家采纳更灵敏的推销战略才有可能。氮化镓功率IC 推广阻力不会小。
（举例）
NAVITAS 氮化镓功率IC 参考板 NVE052A 能供给 300瓦 实现更小的尺寸。
氮化镓充电器和通俗的充电器有什么区别？
您能够看到， 现实上是没有素质的区别。
某硕就用了那个厂商的 300瓦计划。
NVE028A利用低成本的造造手艺实现了小尺寸(51mm x 43mm x 20.5 mm)和打破性的功率密度(1.5瓦/立方厘米，24瓦/立方英寸)。
(举例2)
https://www.mouser.cn/ProductDetail/GaN-Systems/GS-EVB-ACDC-300W-ON?qs=vHuUswq2%252BszROsOn4Vtozg%3D%3D
GaN Systems GS-EVB-ACDC-300W-ON Power Supply
[机器翻译]GaN Systems GS-EVB-ACDC-300W-ON电源是一款基于氮化镓器件的超高功率密度适配器，通用AC输入和340W峰值功率。供给高效率的PFC与同步整流。GS-EVB-ACDC-300W-ON电源具有高度的通用性，低成本的2层设想，功率密度高达34W/in3。典型的应用包罗游戏条记本和游戏机的电源转换，开架电源，工业电源，以及OLED超高清电视和VR系统的适配器。
氮化镓功率器件的普及难点与挑战在于市场上仍然以硅功率器件为支流。
硅功率器件的典型开关频次是100K赫兹摆布，氮化镓功率器件能够轻松做到1M赫兹，以至更高。传统硅器件的问题在于开关频次越高效率下降越快发热越严峻。氮化镓功率器件工做频次的进步允许(储能元件)功率密度上升，同时削减发热（各类损耗）。
新设想的氮化镓功率器件能够把外围驱动和控造电路收在一路，如许在绝缘前提允许下能够做得尽可能小，总体成本有可能更廉价。关于氮化镓功率器件来说，最重要的挑战是可靠性问题。除了可靠性问题，氮化镓的功率器件开关频次十分高，驱动电路需要芯片厂家设想。
一般的用户并没有才能自行设想。良多时候最末用户会认为是挪动设备的设想师设想了电源， 其实本相是NAVITAS、 TI、ADI/LTC、ST如许的 IC 厂商给他们供给了现成的计划罢了。
别的碳化硅功率器件也是氮化镓功率器件的有力合作敌手。无疑客户是价格敏感的。
从上边的插图也能看到， 占据电源大部门体积的是输入插座口、EMI 滤波器、扼流圈、变压器、滤波电容、储能电感电容等等。 为了防爬电过安规， 割的那条槽就很宽。利用 氮化镓功率IC也不成能把体积削减为零。
以 24瓦/立方英寸计算， 俺的条记本电源 240瓦就允许有10 立方英寸的体积。会缩小到目前的 1/2 ～ 1/3 体积。 那也和俺 THINKPAD T420 的老充电器差不多大小。
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更高频次的高达微波频次的“开关电源”也有人颁发过博士论文
Madsen, Mickey Pierre，（VHF） Very High Frequency Switch-Mode Power Supplies. Miniaturization of Power Electronics. Publication date 2015俺也希望微波频次的“开关电源”废品早日走向社会， 造福人类。
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若是您实的希望领会“原理是什么”， 无妨认实看看下面的参考书。
电子线路SPICE设想与仿实 京东 ¥7.48 去购置 电力电子电路仿实：MATLAB和PSpice应用 京东 ¥26.00 去购置 【未完待续】////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
俺没啥文化， 初中结业，大伙都晓得。散文很散，敬请海涵。知乎阅读总量只要 0.8亿，没跨出一小步 (n<1亿)。 盐值持续低迷（3年了还900+）。
“老麦， 各人都说你是‘笑话’、‘论坛孤儿’和‘神棍’。”
“没错。 只要不到万分之0.5的读者附和俺的概念。”