什么是開關電源?所謂開關電源，故名思議，就是這里有一扇門，一開門電源就通過，一關門電源就停止通過，那么什么是門呢，開關電源里有的采用可控硅，有的采用開關管，這兩個元器件性能差不多，都是靠基極、(開關管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號來完成導通和截止的，脈沖信號正半周到來，控制極上電壓升高，開關管或可控硅就導通，由220V整流、濾波后輸出的300V電壓就導通，通過開關變壓器傳到次級，再通過變壓比將電壓升高或降低，供各個電路工作。

振蕩脈沖負半周到來，電源調整管的基極、或可控硅的控制極電壓低于原來的設置電壓，電源調整管截止，300V電源被關斷，開關變壓器次級沒電壓，這時各電路所需的工作電壓，就靠次級本路整流后的濾波電容放電來維持。

待到下一個脈沖的周期正半周信號到來時，重復上一個過程。這個開關變壓器就叫高頻變壓器，因為他的工作頻率高于50HZ低頻。那么推動開關管或可控硅的脈沖如何獲得呢，這就需要有個振蕩電路產(chǎn)生，我們知道，晶體三極管有個特性，就是基極對發(fā)射極電壓是0.65-0.7V是放大狀態(tài)，0.7V以上就是飽和導通狀態(tài)， -0.1V- -0.3V就工作在振蕩狀態(tài)，那么其工作點調好后，就靠較深的負反饋來產(chǎn)生負壓，使振蕩管起振，振蕩管的頻率由基極上的電容充放電的時間長短來決定，振蕩頻率高輸出脈沖幅度就大，反之就小，這就決定了電源調整管的輸出電壓的大小。

那么變壓器次級輸出的工作電壓如何穩(wěn)壓呢，一般是在開關變壓器上，單繞一組線圈，在其上端獲得的電壓經(jīng)過整流濾波后，作為基準電壓，然后通過光電耦合器，將這個基準電壓返回振蕩管的基極，來調整震蕩頻率的高低，如果變壓器次級電壓升高，本取樣線圈輸出的電壓也升高，通過光電耦合器獲得的正反饋電壓也升高，這個電壓加到振蕩管基極上，就使振蕩頻率降低，起到了穩(wěn)定次級輸出電壓的穩(wěn)定，太細的工作情況就不必細講了，也沒必要了解的那么細的，這樣大功率的電壓由開關變壓器傳遞，并與后級隔開，返回的取樣電壓由光耦傳遞也與后級隔開，所以前級的市電電壓，是與后級分離的，這就叫冷板，是安全的，變壓器前的電源是獨立的，這就叫開關電源。

開關電源是一種交直流電轉換的電源裝置，它通過開關管的開關動作，以高頻率將輸入電壓切換為脈沖信號，然后通過整流濾波電路將其轉換為直流電壓輸出。開關電源具有高效率、小體積、輕重量、穩(wěn)定性好等特點。

開關電源工作原理

開關電源的基本工作原理是通過開關管的開關動作，將輸入電壓切換為高頻脈沖信號。這個高頻脈沖信號經(jīng)過變壓器或電感器的變換和濾波電路的處理，最終得到穩(wěn)定的直流輸出電壓。開關電源的輸出電壓可以根據(jù)需要進行調整和穩(wěn)定，以滿足不同設備的電源需求。開關電源具有許多優(yōu)點，包括高效率、穩(wěn)定性好、體積小、重量輕、可靠性高等。它廣泛應用于電子設備、通信設備、計算機設備、工業(yè)控制系統(tǒng)等領域，成為現(xiàn)代電子技術中常見的電源類型之一。

開關電源分類

開關電源可以根據(jù)不同的分類標準進行分類，以下是幾種常見的分類方式：

1.按輸入電源類型分類分為：

AC-DC開關電源：將交流電轉換為直流電。

DC-DC開關電源：將直流電轉換為另一種直流電壓。

2.按工作方式分類：

單端開關電源：只有一個開關管，適用于低功率應用。

雙端開關電源：有兩個開關管，適用于高功率應用。

3.按拓撲結構分類：

按照拓撲大致可分為 Buck (降壓)、Boost(升壓)、Buck-Boost(降壓-升壓)、Flyback(反激)、Forward(正激)、Two-Transistor Forward(雙晶體管正激)、Push-Pull(推挽)、Half Bridge(半橋)、Full Bridge (全橋)等，這些分類方式只是其中的一部分，開關電源還可以根據(jù)其他特定的要求和應用進行更詳細的分類。

接下來我們針對常用的Flyback(反激)、Forward(正激)做一些介紹，正激和反激是兩種不同的開關電源技術，正激式開關電源是指使用正激高頻變壓器隔離耦合能量的開關電源，與之對應的有反激式開關電源。

正激式開關電源

正激式開關電源中結構比較復雜，但輸出功率很高，適用于100W-300W的開關電源，一般用在低壓，大電流的開關電源，應用比較廣泛。

如下圖所示，對于正激式開關電源具體是指當開關管接通時，輸出變壓器充當介質直接耦合磁場能量，電能與磁能相互轉化，使輸入輸出同時進行。在日常應用中也存在不足：如需要增加反電動勢繞組(防止變壓器初級線圈產(chǎn)生的反電動勢把開關管擊穿)，次級多加1個電感進行儲能濾波，因此相比反激式開關電源而言其成本較高，而且正激式開關電源變壓器的體積要比反激式開關電源變壓器的體積大。

正激式開關電源

反激式開關電源

如下圖所示，反激式開關電源是指使用反激高頻變壓器隔離輸入輸出回路的開關電激，它的變壓器不僅起到變換電壓傳輸能量的作用，同時還起到儲能電感的作用，因此，反激式變壓器類似于電感的設計。所有電路比較簡單，容易控制，反激式在5W-100W的小功率方面應用非常廣泛。對于反激式開關電源，當開關管導通時，變壓器原邊電感電流上升，由于反激電路輸出線圈同名端相反，因此輸出二極管截止，變壓器儲存能量，負載由輸出電容進行能量供應，當開關管截止時，變壓器原邊電感感應電壓反向，此時輸出二極管導通，變壓器的能量通過二極管向負載供電，同時對電容充電。

反激式開關電源

由對比可知，正激的變壓器只有變壓功能，整體可以看成一個帶變壓器的buck電路。反激的變壓器可以看作一個帶變壓功能的電感，是一個buck-boost電路?？偟膩碚f，正激反激工作原理不同，正激是初級工作次級也工作，次級不工作有續(xù)流電感續(xù)流，一般是CCM模式。功率因數(shù)一般不高，而且輸入輸出和變比占空比成比例。反激是初級工作，次級不工作，兩邊獨立開來,一般DCM模式下，但是變壓器的電感會比較小，而且需要加氣隙,所以通常適合中小功率情況。

正激變壓器是理想的，不儲能，但是由于勵磁電感是有限值，勵磁電流使得磁芯會大，為避免磁通飽和，變壓需要輔助繞組進行磁通復位。反激變壓器工作形式可以看作耦合電感，電感先儲能再放能，由于反激變壓器的輸入、輸出電壓極性相反，故當開關管斷開之后，次級可以提供磁芯一個復位電壓，因而反激變壓器不需額外增加磁通復位繞組。一、開關電源主要用途

開關電源產(chǎn)品廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)機械自動化、軍用機器設備、科學研究機器設備、LED照明、工控自動化、通信設備、電氣設備、儀表設備、醫(yī)療器械、半導體制冷制暖、空氣凈化機，電子器件電冰箱，液晶顯示屏，LED燈具，通信設備，視聽產(chǎn)品，安防監(jiān)控系統(tǒng)，LED燈帶，主機箱，電子產(chǎn)品和儀器設備類等行業(yè)。

二、開關電源原理及各作用電源電路詳細說明

開關電源的電源電路構成：開關電源的關鍵電源電路是由輸入干擾信號過濾器(EMI)、整流器濾波電路、輸出功率轉換電源電路、PWM控制板電源電路、輸出整流器濾波電路構成。輔助電源電路有輸入過欠壓保護電源電路、輸出過欠壓保護電源電路、輸出過電流保護電源電路、輸出過流保護電源電路等。

三、輸入電源電路的基本原理及普遍電源電路

1、AC輸入整流器濾波電路基本原理：①避雷電源電路：當有遭雷擊，造成髙壓經(jīng)電力網(wǎng)導進電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1構成的電源電路開展維護。當加在氧化鋅壓敏電阻兩邊的工作電壓超出其工作標準電壓時，其電阻值減少，使髙壓卡路里消耗在氧化鋅壓敏電阻上，若電流量過大，F(xiàn)1、F2、F3會損壞維護后級電源電路。

②輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3構成的雙π型濾波器互聯(lián)網(wǎng)主要是對輸入電源的電磁感應噪音及低頻振蕩數(shù)據(jù)信號開展抑止，避免對電源影響，另外也避免電源自身造成的高頻率低頻振蕩對電力網(wǎng)影響。當電源打開一瞬間，要對C5電池充電，因為一瞬間電流量大，加RT1(熱敏電阻器)就能合理的避免浪涌電流。因瞬間動能全耗費在RT1電阻器上，一定時間后溫度上升后RT1電阻值減少(RT1是負溫指數(shù)元器件)，這時候它耗費的動能十分小，后級電源電路可一切正常工作中。

③整流器濾波電路：交流電流經(jīng)BRG1整流器后，經(jīng)C5濾波器后獲得比較純粹的交流電壓。若C5容積縮小，輸出的溝通交流諧波失真將擴大。

2、DC輸入濾波電路基本原理：①輸入濾波電路：C1、L1、C2構成的雙π型濾波器互聯(lián)網(wǎng)主要是對輸入電源的電磁感應噪音及低頻振蕩數(shù)據(jù)信號開展抑止，避免對電源影響，另外也避免電源自身造成的高頻率低頻振蕩對電力網(wǎng)影響。C3、C4為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感。

②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7構成抗浪涌電源電路。在起機的一瞬間，因為C6的存有Q2不通斷，電流量經(jīng)RT1組成控制回路。當C6上的工作電壓充至Z1的穩(wěn)壓管值時Q2通斷。假如C8走電或后級電路短路狀況，在起機的一瞬間電流量在RT1上造成的壓力降擴大，Q1通斷使Q2沒有柵極工作電壓不通斷，RT1可能在很短的時間損壞，以維護后級電源電路。

四、輸出功率轉換電源電路

1、MOS管的原理：現(xiàn)階段運用最普遍的絕緣層柵場效管是MOSFET(MOS管)，是運用半導體材料表面的電聲設備效用開展工作中的。也稱之為表面場效元器件。因為它的柵極處在不導電性情況，因此 輸入電阻器能夠 進一步提高，最大達到105歐母，MOS管是運用柵源工作電壓的尺寸，來更改半導體材料表面感生電荷的是多少，進而操縱漏極電流量的尺寸。