开关电源的基础知识

现关电源的基础知识

开关稳压电源与线性串联稳压电源

在直流稳压电源中，目前主要采用串联稳压方式和开关稳压方式，它们都是利用电子线路反馈控制技术实现输出电压稳定的。线性串联稳压电源是当输入或输出电压变化时，通过连续线性调整管的压降获得稳定的输出电压。而开关稳压电源是通过调整功率管的导通（或截止）时间获得的输出电压。在正常工作情况下，串联稳压电源中的功率调整管始终处于导通状态，而开关稳压电源中的功率开关管在一个周期内，一部分时间处于导通状态，另一部分时间处于截止状态，而且导通处于饱和导通状态。而串联稳压电源的功率调整管不能工作在饱和状态，只能工作于线性放大状态，否则无法实现稳压调整功能。

一、开关稳压电源与线性串联稳压电源的基本电路

图1-1为线性串联稳压电源的原理图，简要说明如下：

市电经工频变压器T1降压，通过VD1~VD4和C1整流滤波为直流电压，提供稳压器的供电电源，经R1、R2、A1输出取样比较。A1输出的误差电压加至调整管VT1的基极，改变VT1的管压降。输出电压升高时，VT1的管压降增大，使输出电压V0重新恢复到原来的整定值。

这种电路的特点是：T1工作于市电频率，体积大而且笨重，效率低；整流管流过与输出负载电流相同的电流，使损耗增大；为较少纹波，输入滤波电容量要求打，否则脉动电压增大，使VT1的损耗增加；通过线性调节VT1的管压降，维持输出电压稳定，VT1将无用功率以热能释放，效率低（VT1类似一个可变电阻用于调压，电阻越大，损耗的功率越大）。但这种电源结构物简单，稳压性能好，无高频噪声污染。

图1-2为开关稳压电源的原理图，简要说明如下。

图1-2是一个单端正激式开关变换电路，市电经VD1~VD4全桥整流、C1滤波形成高频逆变器的直流供电电压。VT1在高频PWM驱动脉冲的作用下，以高频（通常在20KHZ左右）不断处于关断、接通状态。高频变压器一、二次侧两端产生与VT1开关频率fs相同的高频脉冲，正脉冲（VT1导通时间内），一次侧的能量因VD5导通而传输至二次侧，负

脉冲（VT1截止），L1储能经续流二极管VD6和负载形成回路为负载提供电能。R1、R2、IC1构成输出取样比较放大电路。误差电压经光耦合器IC2隔离，控制PWM驱动电路的脉冲宽度。当输出电压升高时，使其驱动脉宽变窄，平均值下降，使输出电压恢复到原来的输出正定电压。

这种电路的特点是：供给逆变器的直流电压直接由市电整流滤波获得，无工频50HZ变压器，流过整流桥的电流比输出电流小许多，损耗小；输入滤波电容C1因电压高，容量小不会影响对逆变器输入能量的供给以及效率；T1工作于高频状态，体积小而且轻；VT1工作于高频状态，导通损耗小，效率高，但增加了开关损耗以及噪声；通过脉宽调制，把与脉宽成比例的方波电压加在变压器T1上，维持输出电压的稳定；输出整流二极管VD5、VD6工作在高频状态，恢复时间的存在，会产生噪声。电路结构相对于串联稳压电源而言比较复杂，一般情况下输出纹波以及稳定精度不如串联稳压电路。

二、开关稳压电源与线性串联稳压电源主要性能比较

开关稳压电源和线性串联稳压电源主要性能比较详细如下图所示表1-1.

表1-1 开关稳压电源与线性串联稳压电源主要性能比较