开关电源的原理特点及分类

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开关电源的原理特点及分类

开关电源是运用现代电力电子技术，操纵开关管启用和关闭的时间比率，维持平稳输出电压的一种电源，开关电源通常由脉冲宽度调制（PWM）操纵IC和MOSFET构成。伴随着电力电子技术的发展壮大和创新，促使开关电源技术也在不断地创新。现阶段，开关电源以小型、轻量和高效率的优势被广泛用于几乎所有的电子产品，是当下电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。伴随着我国制造业的迅速发展壮大，开关电源慢慢地走上国际舞台，电源的体积也慢慢趋于模块化和小型化，电源的抗扰水平也更加强。
1开关电源
开关电源是开关稳压电源的通称，通常指输入为交流电压、输出为直流电压的AC-DC逆变电路。开关电源里面的功率开关管工作在高频开关状态，本身耗费的电量很低，电源效率可以达到75%~90%，比一般线性稳压电源（线性电源）提升 1倍。
线性电源与开关电源的差异，就是线性电源的调压能够看作是调阻值调压，就好比调整滑动变阻器使电压发生改变。开关电源则能够看作是通过调整开关的频率而使电压发生变化。
开关电源分类
1.无工频变压器式开关电源
无工频变压器式开关电源是通过体积小的高频变压器来替代笨重的工频变压器，实验与电网隔离的。因为开关电源里面元器件工作在高频开关状态，因此本身耗费的电量很低，电源效率比一般线性电源提升 1倍。
2.开关电源稳压器
开关电源稳压器是一种开关式集成电源稳压器，他将PWM控制器、功率输出级、保护电路等集成在一个芯片中，电源稳压器效率可以达到90%以上，有的还能持续调整输出电压，适用于生产从几十瓦至几百瓦的开关电源。
3.单片开关电源
单片开关电源是将开关电源的主要电路都集成在芯片中，能实现输出隔离、脉宽调制及多种保护功能，其集成度最高。单片开关电源通过输入整流滤波器适配85~265V、47~400Hz的交流电。并且它具备高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优势，如今已成为开发600W以下中、小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块化的优选集成电路。
开关电源的原理特点及分类

开关电源工作方式
开关电源按控制基本原理来分类，可以有下面4种分类：
（1）脉冲宽度调制PWM，即脉宽调制式。根据调整脉冲宽度达到稳压目标，其关键是PWM控制器。这种方法开关电源的使用最为广泛，其占空比调整范围大，PWM还能够和主系统的时钟保持同步。
（2）脉冲频率调制PFM，即脉频调制式：与脉宽调试类似，它是根据调整开关频率来达到稳压目标，其关键是PFM控制器。这种方法适合于便携式设备，它在低占空比、低频条件下降低控制芯片的静态电流。
（3）脉冲密度调制PDM，即脉密调制式：其优点是脉宽恒定，根据调整脉冲数达到稳压目标。它选用零电压技术，能明显降低功率开关管耗损。
（4）混合调制式：它是PWM和PFM的组合。开关周期开关周期和脉冲宽度都可调。PWM控制器既可作为一片独立的集成电路使用，也可被集成开关稳压器中，或集成在开关电源中。
这其中，开关稳压器属于DC-DC变换器，开关电源通常为AC-DC变换器。去除前端整流滤波部分就可以当做是DC-DC变换器，再加上前端整流滤波部分就是一个AC-DC变换器。
4开关电源基本原理
开关电源的基本原理主要由下面7部分构成：
（1）输入整流滤波器，包括整流桥和输入滤波电容。
（2）单片开关电源，内含功率开关管和控制器(含振荡器、基准电压源、误差放大器和PWM比较器)，MOSFET。
（3）漏极钳位保护电路。
（4）高频变压器。
（5）输出整流滤波器。
（6）光耦反馈电路。
（7）偏置电路，给光耦合器的光敏三极管给予偏压。
5基本原理研究
稳压基本原理研究如下所示：当因为某些情况导致V升高，这时候LED上的电流就升高，根据光耦器使接收管的发射极电流升高，进而使TOPSWITCH的控制端电流变大，占空比变小，导致V下降，从而达到稳压的作用。
6结语
从上述我们可以得出开关电源作为目前电源领域的娇子，它还有相当长的生命周期，并且优势明显。从运行基本原理上看很多因素都会影响开关电源的品质，并且其他保护电路的增加也会使开关电源安全系数得到更高保障，隔离的选取也会影响电源的反应程度。
开关电源充分考虑广大企业界的电源需求，不管是电源体积还是电源安全系数都做到极致，确保各大企业设计板电源电路稳定输出，给予电源设计支持，达到真正意义上的用户与生产厂家的互动。

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| 发布时间：2020.12.04 来源：

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