什么是电源开关形式？ 开关电源

网上有很多关于什么是电源开关形式？的问题，也有很多人解答有关开关电源的知识，今天艾巴小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

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一、什么是电源开关形式？

二、开关电源电路图 开关电源工作原理

一、什么是电源开关形式？

开关模式电源(SMPS)，又称开关电源、开关变换器，是一种高频电能转换器件，也是电源的一种。它的作用是通过不同形式的架构将一个级别的电压转换成客户端需要的电压或电流。

开关电源的输入多为交流电源(如市电)或DC电源，输出多为需要DC电源的设备，如个人电脑，开关电源对二者之间的电压和电流进行转换。

二、开关电源电路图 开关电源工作原理

开关电源是一种利用现代电力电子技术控制开关管导通和关断的时间比，维持稳定输出电压的电源。开关电源一般由脉宽调制(PWM)控制IC和MOSFET组成。我们先来看看开关电源的电路图和工作原理。一、开关稳压电源的基本工作原理

开关稳压电源有两种控制方式：宽度调制和频率调制。在实际应用中，宽度调制的应用非常广泛，目前开发和使用的开关电源集成电路大多也是脉宽调制。因此，下面主要介绍宽度调制开关稳压电源。调宽开关电源的基本原理见下图。

对于单极矩形脉冲，其DC平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其DC平均电压值越高。平均DC电压u .可由公式计算，即Uo=UmT1/T，其中Um为矩形脉冲的最大电压值；t是矩形脉冲周期；T1是矩形脉冲宽度。

从上面的公式可以看出，当Um和t恒定时，平均DC电压Uo将与脉冲宽度T1成比例。这样，只要随着稳压电源输出电压的增加，尽量缩小脉宽，就可以达到稳压的目的。二、开关稳压电源原理电路图1、基本电路图二开关稳压电源电路图开关稳压电源的基本电路图如图2所示。

交流电压经整流电路和滤波电路整流滤波后，成为具有一定脉动成分的DC电压。该电压在高频转换器中被转换成具有所需电压值的方波，最后该方波电压被整流和滤波成所需的DC电压。

控制电路为脉宽调制器，主要由采样器、比较器、振荡器、脉宽调制和参考电压组成。目前这部分电路已经集成，制成各种开关电源的集成电路。控制电路用于调节高频开关元件的开关时间比，以达到稳定输出电压的目的。2.单端反激式开关电源电路图

单端反激式开关电源的典型电路如图3所示。所谓单端电路，就是高频变换器的磁芯只工作在磁滞回线的一侧。所谓反激就是当开关管VT1导通时，高频变压器T的初级绕组感应电压上正下负，整流二极管VD1关断，将能量储存在初级绕组中。当开关管VT1关断时，储存在变压器T初级绕组中的能量被次级绕组和VD1整流，并被电容C滤波，然后输出到负载。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路。输出功率20-100W，可同时输出不同电压，调压率好。唯一的缺点是输出纹波电压大，外特性差，适合相对固定的负载。单端反激式开关电源中使用的开关管VT1的最大反向电压是电路工作电压的两倍，工作频率在20-200kHz之间。3.单端正激开关电源电路图

单端正激式开关电源的典型电路如图4所示。这种电路在形式上类似于单端反激电路，但工作情况不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通。此时电网向负载输送能量，滤波电感L储存能量。当开关管VT1关断时，电感L继续通过续流二极管VD3向负载释放能量。

电路中还设置了箝位线圈和二极管VD2，可以将开关管VT1的最大电压限制在电源电压的两倍。为了满足磁芯复位条件，即磁通量建立和

复位时间应该相等，因此电路中脉冲的占空比不应大于50%。由于该电路在开关管VT1开通时通过变压器向负载输送能量，所以输出功率范围大，可以输出50-200 W的功率。电路中使用的变压器结构复杂，体积大。正因如此，这种电路的实际应用较少。4.自励开关稳压电源电路图

自激式开关电源的典型电路如图5所示。这是一种由间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。

当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2 中感应出使VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1 很快饱和。

与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic 开始减小，在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压，使VT1 迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。

在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。

自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适用于小功率电源。

5.推挽式开关电源电路图

推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器T次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。

这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100-500 W范围内。

6.降压式开关电源电路图

降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管VT1 导通时，二极管VD1 截止，输人的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量，维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。

这种电路使用元件少，它同下面介绍的另外两种电路一样，只需要利用电感、电容和二极管即可实现。

7.升压式开关电源电路图

升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管VT1 导通时，电感L储存能量。当开关管VT1 截止时，电感L感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。

8.反转式开关电源电路图

反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压，电路均能正常工作。

当开关管VT1 导通时，电感L 储存能量，二极管VD1 截止，负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时，电感L中的电流继续流通，并感应出上负下正的电压，经二极管VD1向负载供电，同时给电容C充电。

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