開關電源工作原理

顧名思義，開關(guan)電(dian)源就是利用(yong)電(dian)子(zi)開關(guan)器(qi)件（如晶體管、場(chang)效應管、可控硅閘流管等），通過控制電(dian)路，使電(dian)子(zi)開關(guan)器(qi)件不(bu)停(ting)地“接通”和“關(guan)斷”，讓電(dian)子(zi)開關(guan)器(qi)件對輸入電(dian)壓(ya)進行脈沖調制，從而實現DC/AC、DC/DC電壓(ya)(ya)變換，以及輸出(chu)電壓(ya)(ya)可調和自動穩壓(ya)(ya)。

開關電源的工作過程相當容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開(kai)關電源是讓功(gong)率晶體管(guan)工作在(zai)導通和關斷(duan)的狀態，在(zai)這兩種(zhong)狀態中，加在(zai)功(gong)率晶體管(guan)上的伏-安乘(cheng)積是很小的(de)（在導(dao)通(tong)時(shi)(shi)，電壓低(di)，電流大；關(guan)斷時(shi)(shi)，電壓高，電流小）/功率器件上(shang)的伏安(an)乘積就是功率半導(dao)體器件上(shang)所產(chan)生(sheng)的損耗(hao)。

與線性電源相比，PWM開關電源更為有效(xiao)的工作過程是通過“斬波(bo)”，即(ji)把輸入的直流電壓斬成幅值(zhi)(zhi)等于輸入電壓幅值(zhi)(zhi)的脈沖電壓來實現的。

脈沖(chong)的(de)(de)(de)占空比由開關電源的(de)(de)(de)控(kong)制器來調(diao)節。一旦(dan)輸入電壓(ya)被斬(zhan)成交流(liu)方波，其幅值(zhi)就可(ke)以通過變壓(ya)器來升高或(huo)降低。通過增加變壓(ya)器的(de)(de)(de)二(er)次繞組(zu)數就可(ke)以增加輸出的(de)(de)(de)電壓(ya)值(zhi)。最后(hou)這(zhe)些交流(liu)波形經過整(zheng)流(liu)濾波后(hou)就得到(dao)直流(liu)輸出電壓(ya)。

控制器的主要目的是保持輸出電壓穩定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設計成與線性調節器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖(chong)寬度(du)轉換單元。

開關電源有兩種主要的工作方式(shi)：正激式(shi)變換和升(sheng)壓式(shi)變換。盡管它們各(ge)部分的布置差別很小，但是工作過(guo)程相差很大，在特(te)定的應用場合下(xia)各(ge)有優點。

開關電源知識課堂>>