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主動(dòng)元件和被動(dòng)元件在電源模塊中的作用

2024-01-09

電源模塊作為一種交直流電的相互轉換設備,由各種電路和元件組成,電路元件種類(lèi)繁多,每一種元件都有其獨特的功能和特性。有源元件通常也被稱(chēng)為主動(dòng)元件,可以根據其內部結構和工作原理分為電源元件和放大元件。主動(dòng)元件除了輸入信號外,還必須要有外加電源才可以正常工作,細分有分立元件和集成電路兩類(lèi)。

 

電源元件:

電源元件是能夠提供電能的,常見(jiàn)有電池和發(fā)電機。它們將化學(xué)能、機械能或其他形式的能量轉換為電能,并向電路供應電力。電源元件通常具有兩個(gè)輸出端,一個(gè)是正極(正電壓),另一個(gè)是負極(負電壓)。

 

放大元件:

放大元件是能夠放大信號的元件,常見(jiàn)的例子是晶體管和操作放大器。它們可以增加電路中的信號強度或功率,使得信號能夠被有效地傳輸、處理或驅動(dòng)其他元件。放大元件通常需要外部電源供應正常工作。

 

晶體管(Transistor):

晶體管是一種半導體器件,用于放大和開(kāi)關(guān)電信號。它有不同的類(lèi)型,如雙極性晶體管(BJT)和場(chǎng)效應晶體管(FET)。

 

操作放大器(Operational Amplifier,簡(jiǎn)稱(chēng)Op-Amp):

操作放大器是一種高增益放大器,常用于電路中的信號放大、濾波和信號調理等應用。它通常有一個(gè)差分輸入和一個(gè)單端輸出,可以用于各種信號處理和控制電路中。

 

整流器(Rectifier):

整流器用于將交流電信號轉換為直流電信號。它常用于電源和電路中,將交流電轉換為直流電供應給其他電子元件。

 

二極管(Diode):

二極管是一種最簡(jiǎn)單的有源元件,具有單向導電性。它用于電路中的整流、開(kāi)關(guān)和保護等功能。

 

集成電路(Integrated Circuit,簡(jiǎn)稱(chēng)IC):

集成電路是將多個(gè)電子元件和電路集成在一個(gè)芯片上的器件,它可以包含各種有源元件,如放大器、計數器、時(shí)鐘等??梢詫?shí)現電能轉換和管理,保障電能穩定等。

 

無(wú)源元件通常也被稱(chēng)為被動(dòng)元件,只能被動(dòng)順從地響應電信號。在具體電路中,被動(dòng)元件不影響信號的基本特征,僅僅是讓信號通過(guò)并未加以更改。被動(dòng)元件有電路類(lèi)和連接類(lèi)之分,電路類(lèi)分為電阻、電容、電感、變壓器、按鍵、繼電器、開(kāi)關(guān)、蜂鳴器等,連接類(lèi)分為連接器、電纜、插座、PCB等。

 

電阻有很多不同的類(lèi)型,包括固定電阻、可調電阻和敏感電阻,而固定電阻又可以進(jìn)一步分為線(xiàn)繞電阻、實(shí)心電阻、薄膜電阻等,敏感電阻則包括壓敏電阻、熱敏電阻等。

 

固定電阻

固定阻值的電阻是優(yōu)化系統效率的重要一環(huán),比如電源模塊中MOSFET輸入前面的電阻,往往我們會(huì )希望盡可能的大一些,低阻值的電阻會(huì )很容易發(fā)熱,系統效率就很難提升,但又不能說(shuō)越大越好,否則電容充電會(huì )變慢,影響BUCK電路的啟動(dòng)時(shí)間,效率同樣上不去。

 

可調電阻

電阻中的可調電阻能夠幫助系統調節輸出端的精準度,對不同的負載有更好的響應能力。

 

敏感電阻

壓敏電阻和熱敏電阻是電源模塊中常見(jiàn)的敏感電阻,一般用于提升電源模塊的可靠性。比如熱敏電阻中的NTC,由于其溫度越高阻抗越小,因此能夠在系統啟動(dòng)的時(shí)候提供很好的保護作用,避免出現瞬間沖擊的大電流。壓敏電阻的選擇則和允許電壓上限、鉗位電壓上限、可承受浪涌電流息息相關(guān),能夠在電壓突變的情況下保護電路。

 

電容

旁路電容、去耦電容和濾波電容是在電源模塊中常見(jiàn)的電容。旁路電容使得交流電在系統電路中不需要通過(guò)電阻,進(jìn)而避免了壓降。在交流信號處理電路中,通過(guò)耦合電容連接信號源和信號處理電路,使得前后級放大電容的直流工作點(diǎn)不受影響。濾波電容在輸出端能夠濾除直流中不需要的交流成分。電容在電源模塊中還會(huì )承擔穩頻、調諧、定時(shí)、補償等作用。

 

電感

電感具有通直流阻交流的特性,用于對交流信號進(jìn)行隔離、濾波。在電源模塊輸入端加入共模電感能夠減少輻射、降低高頻共模噪音。電感常與電容一起用在輸入和輸出濾波電路上,用來(lái)平滑電流。

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