壹、開關電源的工作原理
開關穩壓電源有兩種控制方式:寬度調制和頻率調制。在實際應用中，寬度調制的應用非常廣泛，目前開發和使用的開關電源集成電路大多也是脈寬調制。因此，下面主要介紹壹下調寬開關穩壓電源。
調寬開關電源的基本原理見下圖。
對於單極矩形脈沖，其DC平均電壓Uo取決於矩形脈沖的寬度，脈沖越寬，其DC平均電壓值越高。平均DC電壓u .可以通過公式計算，
即uo = um× t1/t。
其中Um為矩形脈沖的最大電壓值；t是矩形脈沖周期；T1是矩形脈沖寬度。
從上式可以看出，當Um？用t？常數，DC平均電壓Uo？將等於脈沖寬度T1？成正比。這樣，只要隨著穩壓電源輸出電壓的增加，盡量縮小脈寬，就可以達到穩壓的目的。
二、開關穩壓電源的原理電路
1，基本電路
圖二？開關電源基本電路框圖
開關穩壓電源的基本電路框圖如圖2所示。
交流電壓經整流電路和濾波電路整流濾波後，成為具有壹定脈動成分的DC電壓。該電壓在高頻轉換器中被轉換成具有所需電壓值的方波，最後該方波電壓被整流和濾波成所需的DC電壓。
控制電路為脈寬調制器，主要由采樣器、比較器、振蕩器、脈寬調制和參考電壓組成。目前這部分電路已經集成，制成各種開關電源的集成電路。控制電路用於調節高頻開關元件的開關時間比，以達到穩定輸出電壓的目的。
2.單端反激式開關電源
單端反激式開關電源的典型電路如圖3所示。所謂單端電路，就是高頻變換器的磁芯只工作在磁滯回線的壹側。所謂反激就是當開關管VT1？導通時，高頻變壓器T的初級繞組感應電壓上為正，下為負，整流二極管VD1處於關斷狀態，在初級繞組中儲存能量。當開關管VT1關斷時，變壓器T初級繞組儲存的能量通過次級繞組與VD1？經過整流和電容c濾波後，輸出到負載。
單端反激式開關電源是壹種成本最低的電源電路。輸出功率為20-100W，可以同時輸出不同的電壓，調壓率好。唯壹的缺點是輸出紋波電壓大，外特性差，適合相對固定的負載。
單端反激式開關電源中使用的開關晶體管VT1？最大反向電壓是電路工作電壓的兩倍，工作頻率在20-200kHz之間。
3.單端正向開關電源
單端正激式開關電源的典型電路如圖4所示。這種電路在形式上類似於單端反激電路，但工作情況不同。當開關晶體管VT1導通時，VD2也
導通，電網向負載輸送能量，濾波電感L儲能；當開關晶體管VT1關斷時，電感L通過續流二極管VD3？繼續向負載釋放能量。
電路中還有箝位線圈和二極管VD2，可以將開關管VT1的最大電壓限制在電源電壓的兩倍。為了滿足磁芯復位條件，即磁通量建立和
復位時間應該相等，因此電路中脈沖的占空比不應大於50%。由於該電路在開關管VT1導通時通過變壓器向負載輸送能量，所以輸出功率範圍大，可以輸出50-200？w的功率。電路中使用的變壓器結構復雜，體積大。正因如此，這種電路的實際應用較少。
4.自勵開關穩壓電源
自激式開關電源的典型電路如圖5所示。這是壹種由間歇振蕩電路組成的開關電源，也是目前廣泛使用的基本電源之壹。
當接通電源時，啟動電流在R1處提供給開關晶體管VT1，使VT1開始導通，其集電極電流Ic在L1處線性增加，在L2？誘導VT1？基極極正，發出極負的正反饋電壓，使得VT1？飽和很快。同時，感應電壓對C1充電。隨著C1充電電壓的升高，VT1的基極電位逐漸降低，導致VT1退出飽和區。開始減少，在L2？誘導VT1？負極性基極和正極性發射的電壓使VT1？快速關斷，然後二極管VD1導通，高頻變壓器T初級繞組儲存的能量釋放給負載。當VT1關斷時，L2沒有感應電壓，DC電源的輸入電壓通過R1反向充入C1，使VT1的基極電位逐漸升高，使其再次導通，再次翻轉達到飽和狀態，電路如此反復振蕩。這裏，就像單端反激式開關電源壹樣，變壓器T的次級繞組向負載輸出所需的電壓。
自勵開關電源中的開關管起著開關和振蕩的雙重作用，也省去了控制電路。由於電路中的負載位於變壓器的次級，工作在反激狀態，所以具有輸入和輸出相互隔離的優點。該電路不僅適用於高電源，也適用於低電源。
5.推挽式開關電源
推挽式開關電源的典型電路如圖6所示。屬於雙端轉換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。該電路采用兩個開關管VT1和VT2，在外部激勵方波信號的控制下交替導通和關斷，在變壓器T的二次系統中得到方波電壓，經整流濾波後轉換成所需的DC電壓。
這種電路的優點是兩個開關容易驅動，主要缺點是開關的耐壓要達到電路峰值電壓的兩倍。電路輸出功率比較大，壹般在100-500？在w的範圍內。
6.降壓開關電源
降壓開關電源的典型電路如圖7所示。當開關管VT1？導通時，二極管VD1？截止，輸入整流電壓通過VT1和L對C充電，這個電流增加了電感L中的儲能，當開關晶體管VT1關斷時，電感L感應出負的左電壓和正的右電壓，電感L中儲存的能量通過負載r L和續流二極管VD1釋放，從而保持輸出DC電壓不變。電路的輸出DC電壓由施加於VT1基極的脈沖寬度決定。
該電路使用的元件很少。與下面描述的其他兩個電路壹樣，它只能通過使用電感、電容和二極管來實現。
7.升壓開關電源
升壓開關電源的穩壓電路如圖8所示。當開關管？VT1？當導通時，電感L儲存能量。當開關管VT1？當關斷時，電感L感應出負的左電壓和正的右電壓，疊加在輸入電壓上，通過二極管VD1向負載供電，使輸出電壓大於輸入電壓，形成升壓開關電源。
8.反向開關電源
逆變器開關電源的典型電路如圖9所示。這個電路也叫降壓升壓開關電源。無論開關管VT1前的脈動DC電壓高於還是低於輸出端的穩定電壓，電路都能正常工作。
當開關管？VT1？導電時，電感l？儲存能量，二極管VD1？關斷時，負載RL由電容C的最後壹次充電供電，當開關管VT1關斷時，電感L中的電流繼續流動，感應出壹個上半部分為負，下半部分為正的電壓，通過二極管VD1給負載供電，同時給電容C充電。
上面介紹了脈寬調制開關電源的工作原理和各種電路類型。在實際應用中，會有各種各樣的實際控制電路，但無論如何，都是在這些基礎上發展起來的。更多信息請關註土巴兔裝修網。
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