开关电源的基本工作原理VIP专享

第一章 开关电源的基本工作原理 1-1．几种基本类型的开关电源 顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现 DC/AC、DC/DC 电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。 开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于 DC/AC 逆变电源，或 DC/DC 电压变换；后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外，开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样，前一种工作方式多用于 DC/AC 逆变电源，或 DC/DC 电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。 根据开关器件在电路中连接的方式，目前比较广泛使用的开关电源，大体上可分为：串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中，变压器式开关电源（后面简称变压器开关电源）还可以进一步分成：推挽式、半桥式、全桥式等多种；根据变压器的激励和输出电压的相位，又可以分成：正激式、反激式、单激式和双激式等多种；如果从用途上来分，还可以分成更多种类。 下面我们先对串联式、并联式、变压器式等三种最 基本的开关电源工作原理进行简单介 绍 ，其它 种类的开关电源也将 逐 步进行详 细 分析 。 1-2．串联式开关电源 1-2-1．串联式开关电源的工作原理 图 1-1-a 是串联式开关电源的最 简单工作原理图 ，图1-1-a 中 Ui 是开关电源的工作电压，即 ：直流输入电压；K 是控制开关，R 是负 载 。当 控制开关K 接通的时 候 ，开关电源就向 负 载R 输出一个 脉冲宽度为 Ton，幅度为 Ui 的脉冲电压 Up；当 控制开关K 关断的时 候 ，又相当 于开关电源向 负 载R 输出一个 脉冲宽度为Toff，幅度为 0 的脉冲电压。这 样，控制开关K 不停地“接通”和“关断”，在负 载 两端 就可以得 到 一个 脉冲调制的输出电压 uo 。 图 1-1-b 是串联式开关电源输出电压的波 形 ，由 图 中看 出，控制开关K 输出电压uo 是一个 脉冲调制方波 ，脉冲幅度 Up 等于输入电压 Ui，脉冲宽度等于控制开关K 的接通时 间 Ton，由 此 可求 得 串联式开关电源输出电压 uo 的平均值 Ua 为： 串联式开关电源输出电压uo 的幅值Up 等...