开关电源原理分析

我们的系统里常会用到开关电源，重要用于获得一定功率的直流电源(多数是24V)，我们常看到的开关电源外观上多数象一个小主箱，通过表面开发很多散热孔可以看到里面的电路板，可它的工作原理可能我们还不是很清楚，下面介绍一下它的常识，要有一点电子电气知识才能更好的理解。

高频开关电源由以下几个部分组成：

一、主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：1、输入滤波器：其用途是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机出现的杂波反馈到公共电网。2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越校4、输出整流与滤波：根据负载要，供应稳定可靠的直流电源。

二、控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路供应的数据，经保护电路鉴别，供应控制电路对整机进行各种保护措施。

三、检测电路除了供应保护电路中正在运行中各种参数外，还供应各种显示仪表数据。

四、辅助电源供应所有单一电路的不同要求电源。开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路供应给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载供应能量;当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的供应。可见，输入电源向负载供应能量是断续的，为使负载能得到持续的能量供应，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到持续而稳定的能量，因二极管D使负载电流持续不断，所以称为续流二极管。

在AB间的电压平均值EAB可用下式表示：

式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期(即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和)。由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为“时间比率控制”

(TimeRatioControl,缩写为TRC)。按TRC控制原理，有三种方式：

一、脉冲宽度调制(pulseWidthModulation,缩写为pWM)开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。

二、脉冲频率调制(pulseFrequencyModulation,缩写为pFM)导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。

三、混合调特种通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。