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    主動元件和被動元件在電源模塊中的作用

    主動元件和被動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為主動元件,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。

     

    電源元件:

    電源元件是能夠提供電能的,常見有電池和發電機。它們將化學能、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輸出端,一個是正極(正電壓),另一個是負極(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,用于放大和開關電信號。它有不同的類型,如雙極性晶體管(BJT)和場效應晶體管(FET)。

     

    操作放大器(Operational Amplifier,簡稱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。它通常有一個差分輸入和一個單端輸出,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):

    二極管是一種最簡單的有源元件,具有單向導電性。它用于電路中的整流、開關和保護等功能。

     

    集成電路(Integrated Circuit,簡稱IC):

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

     

    無源元件通常也被稱為被動元件,只能被動順從地響應電信號。在具體電路中,被動元件不影響信號的基本特征,僅僅是讓信號通過并未加以更改。被動元件有電路類和連接類之分,電路類分為電阻、電容、電感、變壓器、按鍵、繼電器、開關、蜂鳴器等,連接類分為連接器、電纜、插座、PCB等。

     

    電阻有很多不同的類型,包括固定電阻、可調電阻和敏感電阻,而固定電阻又可以進一步分為線繞電阻、實心電阻、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化系統效率的重要一環,比如電源模塊中MOSFET輸入前面的電阻,往往我們會希望盡可能的大一些,低阻值的電阻會很容易發熱,系統效率就很難提升,但又不能說越大越好,否則電容充電會變慢,影響BUCK電路的啟動時間,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的時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,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的電容。旁路電容使得交流電在系統電路中不需要通過電阻,進而避免了壓降。在交流信號處理電路中,通過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承擔穩頻、調諧、定時、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,用來平滑電流。

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