開關電源是利用現代電力電子技術

，控製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，開關電源一般由脈衝寬度調製(PWM)控製IC和MOSFET構成。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。目前，開關電源以小型、qinglianghegaoxiaolvdetedianbeiguangfanyingyongjihusuoyoudedianzishebei
，shidangjindianzixinxichanyefeisufazhanbukequeshaodeyizhongdianyuanfangshi。xiamianjiusuidianyuanguanlixiaobianyiqilailejieyixiaxiangguanneirongba。

 

隨(sui)著(zhe)我(wo)國(guo)工(gong)業(ye)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)，開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)逐(zhu)漸(jian)地(di)走(zou)上(shang)世(shi)界(jie)舞(wu)台(tai)，電(dian)源(yuan)的(de)體(ti)積(ji)也(ye)逐(zhu)漸(jian)趨(qu)於(yu)模(mo)塊(kuai)化(hua)和(he)小(xiao)型(xing)化(hua)，電(dian)源(yuan)的(de)抗(kang)擾(rao)能(neng)力(li)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)強(qiang)。開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)如(ru)何(he)實(shi)現(xian)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)?內部結構是怎樣的?下麵帶大家快速了解一下。

 

一、開關電源

開關電源是開關穩壓電源的簡稱，一般指輸入為
、輸出為直流電壓的AC-。開關電源內部的功率開關管工作在高頻開關狀態，本身消耗的能量很低，電源效率可達75%~90%，比普通線性穩壓電源(線性電源)提高一倍。

 

說到線性電源(如圖1所示)，它與開關電源的區別是什麼呢?說(shuo)的(de)通(tong)俗(su)一(yi)點(dian)就(jiu)是(shi)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)的(de)調(tiao)壓(ya)可(ke)以(yi)看(kan)成(cheng)是(shi)調(tiao)阻(zu)值(zhi)調(tiao)壓(ya)
，相(xiang)當(dang)於(yu)調(tiao)節(jie)滑(hua)動(dong)變(bian)阻(zu)器(qi)使(shi)電(dian)壓(ya)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)。開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)則(ze)可(ke)以(yi)看(kan)成(cheng)是(shi)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)開(kai)關(guan)的(de)頻(pin)率(lv)而(er)使(shi)電(dian)壓(ya)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。

圖 1 線性電源

 

二、開關電源分類

無工頻變壓器式開關電源

無(wu)工(gong)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)是(shi)通(tong)過(guo)體(ti)積(ji)小(xiao)的(de)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)來(lai)代(dai)替(ti)笨(ben)重(zhong)的(de)工(gong)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)，實(shi)驗(yan)與(yu)電(dian)網(wang)隔(ge)離(li)的(de)。由(you)於(yu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)內(nei)部(bu)器(qi)件(jian)工(gong)作(zuo)在(zai)高(gao)頻(pin)開(kai)關(guan)狀(zhuang)態(tai)
，因(yin)此(ci)本(ben)身(shen)消(xiao)耗(hao)的(de)能(neng)量(liang)很(hen)低(di)，電(dian)源(yuan)效(xiao)率(lv)比(bi)普(pu)通(tong)線(xian)性(xing)電(dian)源(yuan)提(ti)高(gao)一(yi)倍(bei)。

 

圖 2 開關電源結構框圖

 

開關穩壓器

開關穩壓器是一種開關式集成穩壓器，他將PWM控製器

、功率輸出級、等集成在一個芯片中，穩壓器效率可達90%以上，有的還能連續調節輸出電壓，適合製造從幾十瓦至幾百瓦的開關電源。

 

單片開關電源

單片開關電源是將開關電源的主要電路都集成在芯片中，能實現輸出隔離、脈寬調製及多種保護功能，其集成度最高。單片開關電源通過輸入整流濾波器適配85~265V、47~400HZ的。而且它具有高集成度、高性價比、最簡外圍電路
、最佳性能指標等優點
，現已成為開發600W以下中、小功率開關電源
、精密開關電源及開關電源模塊化的優選集成電路。

 

圖 3 單片開關電源模塊

 

三
、開關電源工作方式

開關電源按控製原理來分類，可以有以下4種分類：

 

1)脈衝寬度調製(簡稱PWM，即脈寬調製)式：簡單講就是通過調節脈衝寬度實現穩壓目的，其核心是PWM控製器。這種方式開關電源的應用最為普遍
，其占空比調節範圍大

，PWM還可以和主係統的時鍾保持同步。

 

2)脈衝頻率調製(簡稱PFM
，即脈頻調製)式：與脈寬調試類似，它是通過調節開關頻率來實現穩壓目的，其核心是PFM控製器。這種方式適合於
，它在低占空比、低頻條件下降低控製芯片的靜態電流。

 

3)脈衝密度調製(簡稱PDM，即脈密調製)式：其特點是脈寬恒定
，通過調節脈衝數實現穩壓目的。它采用零電壓技術，能顯著降低功率開關管損耗。

 

4)混合調製式：它是PWM和PFM的組合。開關周期開關周期和脈衝寬度都可調

 

需要指出的是，PWM控kong製zhi器qi既ji可ke作zuo為wei一yi片pian獨du立li的de集ji成cheng電dian路lu使shi用yong，也ye可ke被bei集ji成cheng開kai關guan穩wen壓ya器qi中zhong，或huo集ji成cheng在zai開kai關guan電dian源yuan中zhong。其qi中zhong，開kai關guan穩wen壓ya器qi屬shu於yu變bian換huan器qi
，開kai關guan電dian源yuan一yi般ban為weiAC-DC變換器。如圖4所示：

 

圖 4 單片開關電源構成

 

從圖中我們可以看出去掉前端整流濾波部分就可以看成是DC-DC變換器

，加上前端整流濾波部分就是一個AC-DC變換器。

 

四、開關電源基本原理

開關電源的基本原理如圖5所示。主要由以下7部分構成：

1) 輸入整流濾波器，包括整流橋和輸入濾波電容;

2) 單片開關電源
，內含功率開關管和控製器(含振蕩器、基準電壓源
、誤差放大器和PWM比較器)，MOSFET;

3) 漏極鉗位保護電路;

4) 高頻變壓器;

5) 輸出整流濾波器;

6) 光耦反饋電路;

7) 偏置電路 ，給光耦合器的光敏提供偏壓。

 

圖 5 單片開關電源基本原理

 

五、原理分析

穩壓原理分析如下：

當由於某種原因致使V上升
，這時LED上的電流就提高
，經過光耦器使接收管的發射極電流上升，進而使TOPSWITCH的控製端電流變大
，占空比變小，導致V下降
，從而達到穩壓的作用。

 

六
、總結

從cong以yi上shang我wo們men可ke以yi看kan出chu開kai關guan電dian源yuan作zuo為wei現xian如ru今jin電dian源yuan界jie的de嬌jiao子zi

，它ta還hai有you很hen長chang的de生sheng命ming周zhou期qi，而er且qie優you勢shi明ming顯xian。從cong運yun行xing原yuan理li上shang看kan許xu多duo因yin素su都dou會hui影ying響xiang開kai關guan電dian源yuan的de質zhi量liang，而er且qie其qi他ta保bao護hu電dian路lu的de增zeng加jia也ye會hui使shi開kai關guan電dian源yuan安an全quan性xing得de到dao更geng高gao保bao障zhang，隔ge離li的de選xuan取qu也ye會hui影ying響xiang電dian源yuan的de反fan應ying程cheng度du。ZLG致zhi遠yuan電dian子zi的de電dian源yuan模mo塊kuai考kao慮lv到dao廣guang大da企qi業ye界jie的de電dian源yuan需xu求qiu，無wu論lun是shi電dian源yuan體ti積ji還hai是shi電dian源yuan安an全quan性xing都dou做zuo到dao極ji致zhi，保bao證zheng各ge大da企qi業ye設she計ji板ban電dian源yuan電dian路lu穩wen定ding輸shu出chu，提ti供gong電dian源yuan設she計ji支zhi持chi
，實shi現xian真zhen正zheng的de客ke戶hu與yu廠chang家jia的de互hu動dong。