開關電源
開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關電源,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣闊的發展空間。
開關電源高頻化是其發展的方向,高頻化使開關電源小型化,并使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在新技術領域的應用,推動了新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。開關電源中應用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。SCR在開關電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應用,GTR驅動困難,開關頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代。
三個條件:
1、開關:電力電子器件工作在開關狀態而不是線性狀態
2、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
3、直流:開關電源輸出的是直流而不是交流
開關電源一般有三種工作模式:頻率、脈沖寬度固定模式,頻率固定、脈沖寬度可變模式,頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作模式多用于開關穩壓電源。另外,開關電源輸出電壓也有三種工作方式:直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣,前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作方式多用于開關穩壓電源。
根據開關器件在電路中連接的方式,比較廣泛使用的開關電源,大體上可分為:串聯式開關電源、并聯式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。其中,變壓器式開關電源(后面簡稱變壓器開關電源)還可以進一步分成:推挽式、半橋式、全橋式等多種;根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位,又可以分成:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種;如果從用途上來分,還可以分成更多種類。 [1]
開關電源的分類:
人們在開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件,邊開發開關變頻技術,兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,DC/DC變換器現已實現模塊化,且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標準化,并已得到用戶的認可,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中,遇到較為復雜的技術和工藝制造問題。以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述。
接地
開關電源比線性電源會產生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設備,應采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,開關電源均采取EMC電磁兼容措施,因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源,將其FG端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。
使用
1)光電開關可用于各種應用場合,避免強光源,光電開關在環境照度較高時,一般都能穩定工作。但應回避將傳感器光軸正對太陽光、白熾燈等強光源。在不能改變傳感器(受光器)光軸與強光源的角度時,可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長筒。
2)防止相互干擾,MGK 系列新型光電開關通常都具有自動防止相互干擾的功能,因而不必擔心相互干擾。然而,HGK系列對射式紅外光電開關在幾組并列靠近安裝時,則應防止鄰組和相互干擾。防止這種干擾較有效的辦法是投光器和受光器交叉設置,超過2組時還拉開組距。當然,使用不同頻率的機種也是一種好辦法。
HGK系列反射式光電開關防止相互干擾的有效辦法是拉開間隔。而且檢測距離越遠,間隔也應越大,具體間隔應根據調試情況來確定。當然,也可使用不同工作頻率的機種。
3)鏡面角度影響:當被測物體有光澤或遇到光滑金屬面時,一般反射率都很高,有近似鏡面的作用,這時應將投光器與檢測物體安裝成10~20°的夾角,以使其光軸不垂直于被檢測物體,從而防止誤動作。
4)排除背景物影響:使用反射式擴散型投、受光器時,有時由于檢出物離背景物較近,光電開關或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會使光電開關不能穩定檢測。因此可以改用距離限定型投、受光器,或者采用遠離背景物、拆除背景物、將背景物涂成無光黑色、或設法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。
5)自診斷功能使用:在安裝或使用時,有時可能會由于臺面或背景影響以及使用振動等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環境溫度超出范圍等問題。這些問題有可能會使光電開關偏離穩定工作區,這時可以利用光電開關的自診斷功能而使其通過STABLITY綠色穩定指示燈發出通知,以提醒使用者及時對其進行調整。

基本結構編輯
較簡單的開關有二片名叫“觸點”的金屬,二觸點接觸時使電流形成回
常用開關
常用開關(21張)
路,二觸點不接觸時電流開路。選用接點金屬時需考慮其對抗腐蝕的程度,因為大多數金屬氧化后會形成絕緣的氧化物,使接點無法正常工作。選用接點金屬也需考慮其電導率、硬度、機械強度、成本及是否有毒等因素。有時會在接點上電鍍抗腐蝕金屬。一般會鍍在接點的接觸面,以避免因氧化物而影響其性能。有時接觸面也會使用非金屬的導電材料,如導電塑膠。開關中除了接點之外,也會有可動件使接點導通或不導通,開關可依可動件的不同為分為杠桿開關(Toggle switch)、按鍵開關、船型開關(Rocker switch)等,而可動件也可以是其他型式的機械連桿。

凸輪開關 是利用凸輪機構控制回路開路或閉路接觸的控制用操作開關。扭轉操作手柄可實現凸輪轉動觸點的開閉。
產品信息
性能描述
K1/K2 描述, 12 和20 A 等級:22 mm 通用模塊,用于工業以及建筑控制
開關
> 2到5個位置的步進開關
> 1到4個位置轉換開關
> 電表和伏特表選擇開關
> 鍵位開關可鎖定
> 多孔安裝或22 mm 孔徑安裝, 塑料和金屬材質可選擇
> 45 x 45 mm 面板
K10 系列,10 A 等級:16mm 專用于過程控制
> 緊湊的尺寸
> 方便安裝在16 或22 mm 的開孔上
> 功能選擇
K30 到K150 系列,32 到150 A 等級:用于簡單機床的直接控制
> 轉換和起動功能

穩壓器
開關穩壓器系統LTM4601AHVMPV,該器件具有鎖相環和輸出跟蹤功能,為要求苛刻的軍事和航空應用而設計。LTM4601AHVMPV在-55℃至125℃的溫度范圍內經過完全測試。該器件采用15mm x 15mm x 2.8mm*塑料焊盤網格陣列(LGA)封裝,僅重1.7g。這種緊湊的LGA封裝可用于大功率DC/DC解決方案,因為它與類似尺寸的球柵陣列(BGA)封裝相比熱阻較低。LTM4601AHVMPV全部由凌力爾特公司的硅片組成,并經過嚴格的內部測試,讓要求苛刻的高可靠性應用擁有組件級可靠性和業界領先性能。
LTM4601AHVMPV是開關模式同步DC/DC降壓型穩壓器,具有內置電感器,支持電源組件和補償電路。該器件在4.5V至28V的輸入電源范圍內工作,調節輸出電壓范圍為0.6V至5V。這個DC/DC微型模塊穩壓器可以提供12A連續負載電流(峰值為14A),或者可以并聯以實現高達48A的電流共享。它實現高達92%的效率。像LTM4601AHVMPV這類DC/DC微型模塊穩壓器可以簡化電源設計和結構,僅需要大容量輸入和輸出電容器以及一個電阻就可設置輸出電壓。
LTM4601AHVMPV DC/DC微型模塊穩壓器的LGA封裝允許表面貼裝組裝,可以像所有表面貼裝IC那樣進行處理和組裝。另外,其扁平設計允許該器件焊接在印刷電路板的背面,從而為先進的數字集成電路騰出了寶貴的電路板空間。LTM4601AHVMPV對輸出過壓和短路情況有自我保護能力。以1,000片為單位批量購買,每片價格為40.25美元。
性能概要:LTM4601AHVMPV
完整的12A DC/DC電源系統;并聯可使電流高達48A
纖巧和薄型15mm x 15mm x 2.8mm高可靠性塑料LGA封裝
在-55℃至125℃工作溫度范圍內測試
保證在-55℃時啟動
輸入電壓范圍為4.5V至28V;輸出為0.6V至5V
接近開關
接近開關又稱無觸點行程開關,它除可以完成行程控制和限位保護外,還是一種非接觸型的檢測裝置,用作檢測零件尺寸和測速等,也可用于變頻計數器、變頻脈沖發生器、液面控制和加工程序的自動銜接等。特點有工作可靠、壽命長、功耗低、復定位精度高、操作頻率高以及適應惡劣的工作環境等。
性能特點:
在各類開關中,有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通或斷的目的,這就是接近開關。
當有物體移向接近開關,并接近到一定距離時,位移傳感器才有“感知”,開關才會動作。通常把這個距離叫“檢出距離”。不同的接近開關檢出距離也不同。
有時被檢測物體是按一定的時間間隔,一個接一個地移向接近開關,又一個一個地離開,這樣不斷地重復。不同的接近開關,對檢測對象的響應能力是不同的。這種響應特性被稱為“響應頻率”。
因為位移傳感器可以根據不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同,所以常見的接近開關有以下幾種:
1、渦流式接近開關
這種開關有時也叫電感式接近開關。它是利用導電物體在接近這個能產生電磁場接近開關時,使物體內部產生渦流。這個渦流反作用到接近開關,使開關內部電路參數發生變化,由此識別出有無導電物體移近,進而控制開關的通或斷。這種接近開關所能檢測的物體必須是導電體。
2、電容式接近開關
這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板,而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時,不論它是否為導體,由于它的接近,總要使電容的介電常數發生變化,從而使電容量發生變化,使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化,由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象,不限于導體,可以絕緣的液體或粉狀物等。
3、霍爾接近開關
霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關,叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時,開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態發生變化,由此識別附近有磁性物體存在,進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。
4、光電式接近開關
利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內。當有反光面(被檢測物體)接近時,光電器件接收到反射光后便在信號輸出,由此便可“感知”有物體接近。
5、熱釋電式接近開關
用能感知溫度變化的元件做成的開關叫熱釋電式接近開關。這種開關是將熱釋電器件安裝在開關的檢測面上,當有與環境溫度不同的物體接近時,熱釋電器件的輸出便變化,由此便可檢測出有物體接近。

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