开关电源基础_开关电源的工作原理

开关稳压电源的调整管及所有的晶体管大都工作在高频开关状态，截止期间，晶体管无电流，因此不消耗功率，而导通时，晶体管的功耗为饱和压降乘以电流，因此电路的功耗很小，效率很高，可达80%-90%。比普通线性稳压电源提高了近一倍。故开关电源SPS（Switching Power Supply）被誉为高效节能型电源。

1. 取样环节：R1 、R2 分压提取取样电压uF（反馈电压）
2. 基准电压环节：提供稳压的基准电压UREF
3. 放大环节：比较放大器A，放大差值（UREF －uF）
4. 调整环节：调整管T由开关信号控制通断，稳定输出电压UO。
5. LC滤波器及续流二极管D：滤波和续流得到平稳的直流电压。
6. 脉宽调制比较器C：反相端接uT （三角波发生器的输出），同相端接uA （比较放大器输出），输出开关信号uB驱动调整管。
三角波发生器与比较器组成的电路称为脉宽调制电路(PWM)
开关电源的工作原理
1. 分析
当uB为高电平→T饱和、D截止，uE=UI ,经LC滤波到负载RL同时iL↑→ L和C储存能量
当uB为低电平→T截止、D导通， uE＝－UD≈0，D续流→ LC泄放能量给RL供电，输出较平稳的直流电压
虽然T处于开关状态，但由于D的续流和L、C的滤波作用，输出电压UO是比较平稳的。
2. 输出平均电压及占空比
调整管通断时uE的波形为矩形波

输出平均电压（忽略滤波电感L的直流压降）：

可见，对于一定的UI值，通过调节占空比即可调节输出电压UO。
2. 开关电源电路的基本类型
①串联型。图示的开关电源基本形式即是串联型开关电源，其特点是开关调整管VT与负载RL串联。

②并联型。并联型开关稳压电源基本电路如图7-3-3所示，其工作波形与串联电路基本相同。因开关管VT与负载RL并联而称之为并联型。此外二极管VD通常称之为脉冲整流管，C为滤波电容。

三种基本的非隔离开关电源：

三种基本的隔离开关电源：