单管硬扛还是双管智取?正激电源的门道,原来如此
搞电子的哥们儿,有没有过这种瞬间“怀疑人生”的时刻?
不是手滑摸了火线,而是拆开一个报废的电源,想看看里面有啥名堂,结果瞅着一堆电路图,什么“单端正激式开关电源”、“双端正激式开关电源”,脑子里瞬间一团浆糊,仿佛梦回大学课堂,老师在上面讲得口沫横飞,你在下面听得云里雾里。
特别是那个叫“正激”的家伙,听着挺根正苗红,结果一深究,还分什么单端、双端,这不存心为难人嘛?
别慌,今天咱们不扯那些让人头秃的公式,换个法子,就当是聊斋,扒一扒这“单双”两兄弟,到底葫芦里卖的什么药。
想搞懂这哥俩,得先弄明白啥叫“正激”。
你把它想成一个性子火爆的快递员。
跟那个叫“反激”的慢性子不同,反激是先把所有包裹(能量)都囤自己车上,等老板(开关管)说“可以送了”,他再一股脑送出去。
而咱们这位“正激”快递员,是个急脾气,老板那边一声令下“开干!”
(开关管导通),他就直接把包裹从仓库(输入端)“嗖”地一下送到客户手里(输出端),中间那个变压器,纯粹就是个传送带,只过手,不存货。
老板一喊“收工!”
(开关管截止),他也立马撂挑子不干了。
这种直来直去的搞法,就注定了它离不开两个“拖油瓶”。
第一,既然传送带不存东西,客户那边总得有个小篮子接着吧?
不然快递员一歇,客户就断顿了。
这个“小篮子”,在电路里叫“储能电感”。
第二,也是最要命的,这个快递员每次送货都恨不得使出洪荒之力,时间长了,传送带(变压器磁芯)被他推得“惯性”太大,刹不住车咋整?
所以必须配个“复位电路”,好比一根橡皮筋,每次把传送带猛地拽回原点,准备下一次的冲锋。
好,戏台搭好,主角登场。
先看“单端正激”,这家伙就是个孤胆英雄,整个系统全靠一个开关管(咱就叫他老Q)在那儿玩命折腾。
老Q一上班,电压“咣”一下砸在变压器上,能量像开了闸的洪水一样往外冲。
老Q一下班,能量通道“啪”地关上。
可问题是,那股收不住的“惯性”——磁芯里的磁通,它不答应啊!
老Q每干一次活,都把磁芯往死里推。
如果不把它拉回来,来回几次,磁芯就“饱和”了。
啥叫饱和?
就是你一拳打在棉花上,软绵绵不受力,但你自己的手腕可能先折了。
搁在电路上,就是磁芯直接躺平罢工,电流瞬间飙到天上去,最后老Q不堪重负,直接“工伤”,一道青烟,Game Over。
电路的世界里,没有侥幸,只有物理定律。
于是,这位孤胆英雄为了活下去,琢磨出几套保命的法子。
一套叫“第三绕组复位”,就是在变压器上偷偷多绕一圈线,等于给自己找了个小跟班。
老Q收工后,那股没处使的蛮力就顺着小跟班的绕组溜达一圈,乖乖还给了电源。
这招挺好使,就是费事。
还有个更糙的办法,叫“RCD钳位”,简单说就是装个“刹车皮”,硬生生把多余的能量变成热量给磨掉。
优点是便宜得像白送,缺点是你摸摸电源外壳,烫手不?
那都是白花花的能量啊!
当然,科技在进步,现在流行“有源钳位”,给老Q配了个高科技僚机,俩人打配合,不仅能把能量毫发无伤地送回去,还能让老Q每次开关都跟踩着棉花一样顺滑(零电压开关),效率高得吓人。
但这玩意儿,贵啊,不是所有小作坊都用得起的。
说完了在泥潭里摸爬滚打的孤胆英雄,再来看看“双端正激”,这位爷的出场方式可就体面多了。
它直接升级成二人组,用俩开关管(Q1和Q2)并肩作战,而且这哥俩纪律性极强,要么一起开,要么一起关,主打一个“同进退”。
你以为这是为了大力出奇迹?
格局小了,人家真正的精髓在于,用一种近乎艺术的方式,解决了那个要命的磁芯复位问题。
当Q1和Q2这对黄金搭档同时开工,能量顺畅地传输出去,磁芯被稳稳地推向一边。
妙就妙在,当它俩同时收工时,变压器里那股躁动不安的“惯性”能量,你猜怎么着?
它自己找到了一条回家的路!
通过几个二极管组成的秘密通道,这股能量自己就溜达回了输入端,磁芯自动归零。
全程行云流水,没用到任何额外的“复位”零件。
这简直就是降维打击。
单端的老Q下班了还得自己收拾烂摊子,又是小跟班又是刹车皮,累得半死。
双端这两兄弟倒好,工具用完了能自动归位,拍拍手就下班了。
高下立判。
更绝的是,因为是两个人抬一根木头,每个开关管身上扛的压力小多了,只需要承受输入电压,再也不用担心被那该死的电压尖峰给“背刺”。
这意味着啥?
意味着可以选用那些皮薄馅大、性能更好的开关管。
员工牛了,整个团队的战斗力能不强吗?
看到这儿,你应该品出点味儿来了吧?
单端正激式开关电源,就像个街边的小饭馆,老板兼厨子兼跑堂,啥都一个人扛,图的就是个成本低、开张快。
所以在你家那些不起眼的小玩意儿,什么路由器、小台灯的电源里,十有八九就是它的身影。
而双端正激式开关电源,那可是米其林后厨的配置,分工明确,稳定可靠。
它凭借着高可靠性和高效率,牢牢霸占着中高功率、绝对不能出岔子的应用场景。
比如那些7x24小时不停机的数据中心服务器、通信基站,但凡敢用单端凑合,那机房管理员怕是得天天睡在现场了。
所以说,这电路的世界,哪有什么非黑即白?
无非是在成本、效率、可靠性之间走钢丝罢了。
一个是练就一身生存绝技的草根英雄,一个是配合默契、出身名门的精英团队。
下次你再拿起一个沉甸甸的电源适配器,或许可以猜想一下,里面住着的,究竟是那个苦哈哈的独行侠,还是那对优雅的二人组呢?