开关电源电路及原理（开关电源电路原理(附原理图)）

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高频开关电源由以下几部分组成：

1.交流电网主回路输入和DC输出的全过程，包括：1 .输入滤波器：其作用是滤除电网中存在的杂波，同时也防止本机产生的杂波反馈到公共电网中。2.整流和滤波：电网的交流电源被直接整流成更平滑的DC电源，用于下一级转换。3.逆变器：将整流后的DC转换成高频交流电，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的比值越小。4.输出整流滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的DC电源。第二，控制电路一方面从输出端采样，与设定的标准进行比较，然后控制逆变器改变其频率或脉宽，实现稳定输出。另一方面，根据测试电路提供的数据，由保护电路识别控制电路，为整机提供各种保护措施。3.检测电路不仅提供保护电路中运行的各种参数，还提供各种显示仪表数据。第四，辅助电源为所有单个电路提供不同的要求。开关控制稳压原理

开关K以一定的时间间隔重复接通和断开。当开关K导通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，电源E在整个导通期间为负载提供能量。当开关K断开时，输入电源E中断能量供应。可以看出，输入电源向负载提供的能量是间歇的。为了使负载得到持续的能量供应，开关稳压电源必须有一套储能装置，在开关导通时储存一部分能量，在开关关断时释放给负载。在图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路具有这种功能。电感器L用于存储能量。当开关关断时，存储在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载获得持续稳定的能量。因为二极管D保持负载电流连续，所以它被称为续流二极管。AB之间的平均电压EAB可以用下面的公式表示：EAB=TON/T*E，其中TON是开关每次导通的时间，T是开关的占空比(即导通时间TON和关断时间TOFF之和)。从公式中可以看出，AB之间的平均电压随着开关导通时间与占空比之比的变化而变化。因此，随着负载和输入电源电压的变化，通过自动调节TON与T的比值，可以使输出电压V0保持恒定。改变导通时间TON与占空比的比值，即改变脉冲的占空比，称为“时间比控制”(缩写为TRC)。根据TRC控制原理，有三种方式：一是脉宽调制(PWM)开关周期恒定，通过改变脉宽来改变占空比。2.脉冲频率调制(缩写为PFM)保持导通脉宽不变，通过改变开关频率来改变占空比。第三，混合调制模式是上述两种模式的混合，其中开脉冲宽度和开关频率不固定并且可以改变。开关电源的发展与趋势GH发明的自激振荡推挽晶体管单变压器DC变换器。罗杰在1955年开始实现高频转换控制电路。1957年简森发明了自励推挽式双变压器，1964年美国科学家提出取消工频变压器串联开关电源的设想，获得了减小电源体积和重量的根本途径。1969年，由于大功率硅晶体管耐压和二极管反向恢复时间的提高，终于制成了25 kHz的开关电源。目前，开关电源因其体积小、重量轻、效率高而广泛应用于几乎所有以计算机为主的电子设备中，如终端设备、通讯设备等。是电子信息产业快速发展不可或缺的供电方式。目前，双极晶体管制成的100 kHz开关电源和MOS-FET制成的500 kHz开关电源已投入实际使用，但其频率还需进一步提高。要提高开关频率，就要降低开关损耗，要降低开关损耗，就要有高速开关元件。但开关速度提高后，会受到电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响，产生浪涌或噪声。这样不仅会影响周围的电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。其中，R-C或L-C缓冲器可用于防止开关开合引起的电压浪涌，非晶磁芯制成的磁缓冲器可用于二极管存储电荷引起的电流浪涌。但对于1MHz以上的高频，应采用谐振电路使开关上的电压或通过开关的电流为正弦，这样可以降低开关损耗，控制浪涌的发生。这种开关模式称为谐振开关。目前对这类开关电源的研究非常活跃，因为在不大幅提高开关速度的情况下，理论上可以将开关损耗降低到零，而且噪声小，有望成为高频开关电源的一种主要方式。

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