編輯導讀:自適應Q電流控制AB類功率放大器可同時滿足失真,、功耗及成本要求|34063用于DC－DC電源變換的電路|電子電度表電源設計|新型的筆記本電腦電源管理技術|無需調諧的“磚墻式”低通音頻濾波器|電池電量的兩種測試方法|快速智能充電器設計(圖)|用于超聲波管道清洗機的開關電源設計|降低高性能CPU電源中的元件成本|能處理寬電壓范圍的快速穩(wěn)定的微微安培計電路|
正文：
傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結構簡單、工作可靠,，但它存在著效率低（只有40% －50%）,、體積大、銅鐵消耗量大,，工作溫度高及調整范圍小等缺點。為了提高效率,，人們研制出了開關式穩(wěn)壓電源,，它的效率可達85% 以上，穩(wěn)壓范圍寬,，除此之外,，還具有穩(wěn)壓精度高、不使用電源變壓器等特點,，是一種較理想的穩(wěn)壓電源,。正因為如此,，開關式穩(wěn)壓電源已廣泛應用于各種電子設備中,。
一、開關式穩(wěn)壓電源的基本工作原理
開關式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調寬式和調頻式兩種,，在實際的應用中，調寬式使用得較多,，在目前開發(fā)和使用的開關電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調制型,。因此下面就主要介紹調寬式開關穩(wěn)壓電源,。
調寬式開關穩(wěn)壓電源的基本原理可參見下圖。
對于單極性矩形脈沖來說,，其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度,，脈沖越寬,，其直流平均電壓值就越高,。直流平均電壓Ｕ,?？捎晒接嬎?，
即Uo=Um×T1/T
式中Um為矩形脈沖最大電壓值,；T為矩形脈沖周期,；T1為矩形脈沖寬度,。
從上式可以看出,，當Um 與T 不變時,，直流平均電壓Uo 將與脈沖寬度T1 成正比,。這樣,，只要我們設法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄，就可以達到穩(wěn)定電壓的目的,。
二、開關式穩(wěn)壓電源的原理電路
1,、基本電路
開關式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖二所示。
圖二 開關電源基本電路框圖
交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后,，變成含有一定脈動成份的直流電壓,，該電壓進人高頻變換器被轉換成所需電壓值的方波,，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>
控制電路為一脈沖寬度調制器,，它主要由取樣器,、比較器,、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路構成,。這部分電路目前已集成化,，制成了各種開關電源用集成電路?？刂齐娐酚脕碚{整高頻開關元件的開關時間比例,，以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
２．單端反激式開關電源
單端反激式開關電源的典型電路如圖三所示,。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側,。所謂的反激，是指當開關管VT1 導通時,，高頻變壓器Ｔ初級繞組的感應電壓為上正下負,，整流二極管VD1處于截止狀態(tài),，在初級繞組中儲存能量。當開關管VT1截止時,，變壓器Ｔ初級繞組中存儲的能量,，通過次級繞組及VD1 整流和電容Ｃ濾波后向負載輸出。
編輯導讀:自適應Q電流控制AB類功率放大器可同時滿足失真,、功耗及成本要求|34063用于DC－DC電源變換的電路|電子電度表電源設計|新型的筆記本電腦電源管理技術|無需調諧的“磚墻式”低通音頻濾波器|電池電量的兩種測試方法|快速智能充電器設計(圖)|用于超聲波管道清洗機的開關電源設計|降低高性能CPU電源中的元件成本|能處理寬電壓范圍的快速穩(wěn)定的微微安培計電路|
正文：
單端反激式開關電源是一種成本最低的電源電路,，輸出功率為20－100Ｗ，可以同時輸出不同的電壓,，且有較好的電壓調整率,。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大，外特性差,，適用于相對固定的負載,。
單端反激式開關電源使用的開關管VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍，工作頻率在20－200kHz之間,。
３．單端正激式開關電源
單端正激式開關電源的典型電路如圖四所示,。這種電路在形式上與單端反激式電路相似，但工作情形不同,。當開關管VT1導通時,，VD2也導通，這時電網(wǎng)向負載傳送能量,，濾波電感Ｌ儲存能量,；當開關管VT1截止時，電感Ｌ通過續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負載釋放能量,。
在電路中還設有鉗位線圈與二極管VD2,，它可以將開關管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復位條件,，即磁通建立和復位時間應相等,，所以電路中脈沖的占空比不能大于５０％。由于這種電路在開關管VT1導通時,，通過變壓器向負載傳送能量,，所以輸出功率范圍大，可輸出50－200 Ｗ的功率,。電路使用的變壓器結構復雜,，體積也較大，正因為這個原因,，這種電路的實際應用較少,。
４．自激式開關穩(wěn)壓電源
自激式開關穩(wěn)壓電源的典型電路如圖五所示。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關電源,，也是目前廣泛使用的基本電源之一,。
當接入電源后在R1給開關管VT1提供啟動電流,，使VT1開始導通，其集電極電流Ic在L1中線性增長,，在L2 中感應出使VT1 基極為正,，發(fā)射極為負的正反饋電壓，使VT1 很快飽和,。與此同時,，感應電壓給C1充電，隨著C1充電電壓的增高,，VT1基極電位逐漸變低,，致使VT1退出飽和區(qū)，Ic 開始減小,，在L2 中感應出使VT1 基極為負,、發(fā)射極為正的電壓，使VT1 迅速截止,，這時二極管VD1導通,，高頻變壓器Ｔ初級繞組中的儲能釋放給負載。在VT1截止時,，L2中沒有感應電壓,，直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電，逐漸提高VT1基極電位,，使其重新導通,，再次翻轉達到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復振蕩下去,。這里就像單端反激式開關電源那樣，由變壓器Ｔ的次級繞組向負載輸出所需要的電壓,。
自激式開關電源中的開關管起著開關及振蕩的雙重作從,，也省去了控制電路。電路中由于負載位于變壓器的次級且工作在反激狀態(tài),，具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點,。這種電路不僅適用于大功率電源，亦適用于小功率電源,。