开关稳压电源的工作原理简析

发布时间：2024-09-25

  电子产品日益增多，而大多消耗能源太高，这也使电子产品耗能问题的突出。而传统的电源十分耗能面临淘汰，为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，这一款产品是一种较理想的稳压电源。下面就要介绍的是关于开关稳压电源的工作原理的资料。

一、开关式稳压电源的基本工作原理

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T

式中Um：—矩形脉冲最大电压值;T：—矩形脉冲周期; T1：—矩形脉冲宽度。从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。

二、开关式稳压电源的原理电路 

  1、基本电路

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。

2.单端反激式开关电源

电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器T初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容C滤波后向负载输出。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20-100W，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。

单端反激式开关电源使用的开关管VT1承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20-200kHz之间。

三、开关电源与稳压电源之间有什么区别?

普通稳压电源是利用变压器降压再整流的串联型稳压，由采样电路去控制电源调整管的导通电流来改变电源内阻，从而使输出电压稳定。串联型稳压电源的效率小于50%。

开关型稳压电源是直接整流，获得高压直流，由高频震荡器控制开关管的通断的时间比例来调整输出电压。开关型电源电路有串联型和并联型两种，开关型稳压电源的优点是效率高，因为开关状态下的晶体管自身消耗的功率很小，可以达到70-80%甚至更高的效率，而且不用降压变压器，其输出变压器由于是工作在高频，其体积远小于50赫的工频变压器。所以开关型电源的电路小巧轻便。开关型电源可以在较大的电压范围正常工作。

四、开关型稳压电源的优缺点

优点

“开关型稳压电源”与“串联调整型稳压电源”相比，高效节能;适应市电变化能力强;输出电压可调范围宽;一只开关管可方便地获得多组电压等级不同的电源;体积小，重量轻等诸多优点，而被广泛地得到采用。

(1)功耗小，效率高

(2)体积小，重量轻

(3)稳压范围宽

(4)滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少

(5)电路形式灵活多样

缺点

开关稳压电源的缺点是存在较为严重的开关干扰。开关稳压电源中，功率调整开关晶体管工作在状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和庇振干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。

以上就是关于开关式稳压电源的工作原理的介绍了，开关式稳压电源的产生给生活带来极大的方便，同时也为生活环境做出了贡献。开关式稳压电源具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。这也让它比传统的电源更加的畅销的原因，希望我整理的资料能够提供给你帮助。