第第頁開關電源的工作原理開關電源電路圖詳解（開關電源）的（工作原理）

開關（電源）是利用現(xiàn)代（電力電子）技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制（IC）和（MOSFET）構成。

開關電源的工作過程相當容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏安乘積是很小的（在導通時，電壓低，（電流）大；關斷時，電壓高，電流小）/功率器件上的伏安乘積就是功率（半導體）器件上所產(chǎn)生的損耗。

與線性電源相比，PWM開關電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關電源的（控制器）來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。

開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構成。隨著隨著電力（電子）技術的發(fā)展和創(chuàng)新，目前開關電源主要以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用到幾乎所有的電子設備，其重要性可見一斑。

基于TOP204的15V開關電源電路圖

圖為TOP204的典型應用電路。該電源的技術特點是輸入電壓為交流85～265V；輸出電壓為15V±2％；額定輸出功率為30W；輸出電壓紋波不大于±50mV；線性調(diào)整率為±2％；效率為85％。電路中，由N3、D8、C7、IC2、IC3、R1～R4和C8構成輸出電壓取樣電路，控制IC1輸出脈沖的占空比，從而實現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓的目的。

調(diào)整C3和R5使振蕩頻率在30KHz-45KHz。輸出電壓需要穩(wěn)壓。輸出電流可以達到500mA.有效功率8W、效率87%。其他沒有要求就可以正常工作。

推挽式開關電源電路圖

推挽式開關電源的典型電路如下圖所示。它是一個雙端轉換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。該電路采用兩個開關管VT1和VT2。兩個開關管在外部激勵方波（信號）的控制下交替導通和截止。在變壓器T的次級組中得到方波電壓，經(jīng)整流濾波成所需的直流電壓。

這種電路的優(yōu)點是兩個開關管易于驅(qū)動，主要缺點是開關管的耐壓必須達到電路峰值電壓的兩倍。電路的輸出功率比較大，一般在100-500W的范圍內(nèi)。

降壓式開關電源電路圖

降壓式開關電源的典型電路如下圖所示。當開關管VT1導通時，（二極管）VD1截止，輸人的整流電壓經(jīng)VT1和L向Ｃ充電，這一電流使電感Ｌ中的儲能增加。當開關管VT1截止時，電感Ｌ感應出左負右正的電壓，經(jīng)負載RL和續(xù)流二極管VD1釋放電感Ｌ中存儲的能量，維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。

這種電路使用元件少，它同下面介紹的另外兩種電路一樣，只需要利用電感、（電容）和二極