Question

开关电源工作原理详解

Answer 1

　

　　开关电源顾名思义就是利用电子开关器件，通过控制电路，使电子开关器件实现接通和开关，以到达对电压的调节和自动稳定，开关电源相比传统的电源相比，成本更低，而输出功率更高，所以开关电源具有更广阔的市场发展前景，深受广大朋友的喜爱，大家对开关电源的工作原理都了解多少呢?接下来就为大家具体的讲解开关电源工作原理的相关内容。

　　

　　开关电源工作原理解析

　　对于热爱电源物理的人来所，其实还是很好理解开关电源工作原理的，在线性电源中，功率晶体管在工作，而线性电源中导致闭合或者是断开的则是PWM开关电源，在闭合、断开两种的状态之下，加上功率晶体管的电压是比较小的，就会成产很大的电流，关闭开关电源的时候，则是反过来的，电压大，而电流就会特别的小，而控制开关电源工作原理的控制器，就是为了能够更好的保持稳定性，从而给人们的生活环境带来安全。

　　开关电源工作条件

　　除了以上讲述的开关电源工作原理之外，而开关电源工作原理在运行的时候，开关电源也是一定的工作条件的，比如开关，在工作的时候，不是线性状态，而是在电子电器工作之下呈现开关状态;另外，直流，开关电源在工作时候，是直流，不是交流;最后一个开关电源的高频，在电子电器工作状态之下，是高频，而不是接近于工作的低频状态哦!在开关电源工作原理中，这些工作条件是一定的。

　　开关电源主要特点

　　每一样产品的诞生，都有它独自存在的主要特点，就连开关电源也是一样的。那么除了以上不同的开关电源工作原理之外，开关电源主要的特点是什么呢?首先从外观上看，重量较轻、体积较小，因为没有采用工频变压器，所以开关电源的重量、体积只有线性电源的百分之二十到百分之三十左右;另外还有一个非常重要的特点，从开关电源工作原理上看，效率较高、耗能较小，所采用的功率晶体管无论是在闭合、断开的状态，转化效率非常之高，一般为60%到70%左右，而线性电源状态之下在30%到40%左右。

　　这种采用闭合回路系统的高频开关电源在目前的市场之中，还可以根据结构分为主动式PFC设计的电源和被动式PFC设计的电源两种。因为主动式PFC设计的电源比被动式PFC设计的电源的生产成本高，所以我们可以简单的认为，主动式PFC设计的电源是相对比较高端的电源，而被动式PFC设计的电源是比较低端的电源。下面我们将主要讲解主动式PFC开关电源工作原理。

　　主动式PFC开关电源：主动式PFC电路通常使用两个功率MOSFET开关管。这些开关管一般都会安置在一次侧的散热片上。为了易于理解，我们用在字母标记了每一颗MOSFET开关管：S表示源极(Source)、D表示漏极(Drain)、G表示栅极(Gate)。

　　主动式PFC开关电源：PFC二极管是一颗功率二极管，通常采用的是和功率晶体管类似的封装技术，两者长的很像，同样被安置在一次侧的散热片上，不过PFC二极管只有两根针脚。PFC电路中的电感是电源中最大的电感;一次侧的滤波电容是主动式PFC电源一次侧部分最大的电解电容。主动式PFC控制电路通常基于一颗IC整合电路。

　　通过小编对开关电源工作原理的相关介绍，大家对开关电源工作原理有没有更多的了解和认识呢?开关电源主要分为主动式和被动式电源两种，针对不同的开关电源类型来了解不同的工作原理，如果我们掌握了开关电源工作原理的话，对于我们生活中的应用非常重要，当今电子信息产业中开关电源应用领域非常的广泛，开关电源工作原理就结束了，希望大家能够有更多的收获。

Answer 2

开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。
开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。

Answer 3

简单说：市电经二极管整流，电容滤波，形成300v左右的高压直流电。
在这种电源供电下，晶体管和高频变压器（开关变压器），在上电时因正反馈作用形成高频振荡，并维持下去，振荡同时有一部分高频信是经高频变压器降压，形成需要的合适高频电压，并经高频快恢复二极管整流，电容滤波，输出一定功率需要的低电压值。
由于负载和市电等变化，都会引起输出电压的变化，因此加入电压采样，比较放大、脉宽调节电路，以达到稳压功效，其实这种调节是一种负反馈调节过程。
上面是典型的自激式开关电源，还有它激式，一般利用一块集成电路产生脉冲，然后去激劢开关管，并通过开关变压器降压，电压调节与稳压机理，与自激式开关电源大同小异。
如果要详细讲恐怕的开个讲座，而且这里也不充许，只能简介一下，详细的可看有关文献。

Answer 4

市电进入电源，首先要经过扼流圈和电容，滤除高频杂波和同相干扰信号。然后再经过电感线圈和电容，进一步滤除高频杂波。接下来再经过由4个二极管组成的全桥电路整流（编者注：也有半桥等其他电路），和大容量的滤波电容滤波后，电流才由高压交流电转换为高压直流电。虽然经过了交流到直流的转变过程，但这还只是个先头工序，电流还是不能直接供给设备使用的，还要做进一步的调整。经过了交直转换后，电流就进入了整个电源最核心的部分：开关电路。开关电路主要由两个开
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关管组成，通过它们的轮流导通和截止，便将直流电转换为高频率的脉动直流电。接下来，再送到高频开关变压器上进行降压。经过高频开关变压器降压后的脉动电压，同样要使用二极管和滤波电容进行整流和滤波，此外还会有1、2个电感线圈与滤波电容一起滤除高频交流成分。经过上面一系列工序后，输出的的电流，才算真正完成设备所需要的较为纯净的低压直流电。

Answer 5