開關電源原理

我們的系統里常會用到開關電源，主要用于獲得一定功率的直流電源(多數是 24V)，我們常看到的開關電源外觀上多數象一個小主箱，通過表面開發很多散熱孔可以看到里面的電路板，可它的工作原理可能我們還不是很清楚，下面介紹一下它的常識，要有一點電子電氣知識才能更好的理解。

高頻開關電源由以下幾個部分組成：

一、主電路從交流電網輸入、直流輸出的全過程，包括： 1、輸入濾波器：其作用是將電網存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。 2、整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。 3、逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越校 4、輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。

二、控制電路一方面從輸出端取樣，經與設定標準進行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達到輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。

三、檢測電路 除了提供保護電路中正在運行中各種參數外，還提供各種顯示儀表數據。

四、輔助電源提供所有單一電路的不同要求電源。 開關控制穩壓原理開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開，在開關K接通時，輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL，在整個開關接通期間，電源E向負載提供能量;當開關K斷開時，輸入電源E便中斷了能量的提供。可見，輸入電源向負載提供能量是斷續的，為使負載能得到連續的能量提供，開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置，在開關接通時將一部份能量儲存起來，在開關斷開時，向負載釋放。圖中，由電感L、電容C2和二極管D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以儲存能量，在開關斷開時，儲存在電感L中的能量通過二極管D釋放給負載，使負載得到連續而穩定的能量，因二極管D使負載電流連續不斷，所以稱為續流二極管。

在 AB間的電壓平均值EAB可用下式表示：

式中TON為開關每次接通的時間，T為開關通斷的工作周期(即開關接通時間TON和關斷時間TOFF之和)。由式可知，改變開關接通時間和工作周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時間比率控制”

(TimeRatioControl,縮寫為 TRC)。 按TRC控制原理，有三種方式：

一、脈沖寬度調制(PulseWidthModulation,縮寫為PWM)開關周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。

二、脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM)導通脈沖寬度恒定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。

三、混合調制導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。