开关电源基本工作原理

      目前常见的电源在主要有两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。

一、线性电源  
线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。
工作过程：先将220 V市电通过变压器转为低压交流电，比如说12V，然后再通过一系列的二极管或整流桥堆进行整流，将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；再通过电容对脉动电压进行滤波，经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），要想得到高精度的稳定的直流电压，还需要稳压二极管或者电压反馈电路调整输出电压。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了。
线性电源的优点：纹波小，调整率好，对外干扰小。适合用于模拟电路，各类放大器等低功耗设备。
线性电源的缺点：体积大，笨重，效率低、发热量也大。需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。

二、开关电源
开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源的工作原理，简单的说是将交流电先整流成直流电，再将直流逆变成交流电，再整流输出成所需要的直流电压。
①交流电源经整流滤波成直流；
②通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给开关变压器进行变压；
③开关变压器次级感应出高频交流电压,经整流滤波变成直流电供给负载；
④输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。
开关电源的主要优点：体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的20～30%）、效率高（一般为60～70%，而线性电源只有30～40%）、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
开关电源的主要缺点：
由于逆变电路中会产生高频电压，对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地。
开关电源基本工作原理.pdf (2.9 MB, 下载次数: 16)

2023-7-6 17:11 上传

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