幾種基本類型的開關(guan) 電源

顧名思義(yi) ，開關(guan) 電源就是利用電子開關(guan) 器件（如晶體(ti) 管、場效應管、可控矽閘流管等），通過控製電路，使電子開關(guan) 器件不停地“接通”和“關(guan) 斷”，讓電子開關(guan) 器件對輸入電壓進行脈衝(chong) 調製，從(cong) 而實現DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調和自動穩壓。

開關(guan) 電源一般有三種工作模式：頻率、脈衝(chong) 寬度固定模式，頻率固定、脈衝(chong) 寬度可變模式，頻率、脈衝(chong) 寬度可變模式。前一種工作模式多用於(yu) DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；後兩(liang) 種工作模式多用於(yu) 開關(guan) 穩壓電源。另外，開關(guan) 電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用於(yu) DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；後兩(liang) 種工作方式多用於(yu) 開關(guan) 穩壓電源。

根據開關(guan) 器件在電路中連接的方式，目前比較廣泛使用的開關(guan) 電源，大體(ti) 上可分為(wei) ：串聯式開關(guan) 電源、並聯式開關(guan) 電源、變壓器式開關(guan) 電源等三大類。其中，變壓器式開關(guan) 電源（後麵簡稱變壓器開關(guan) 電源）還可以進一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種；根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種；如果從(cong) 用途上來分，還可以分成更多種類。

下麵我們(men) 先對串聯式、並聯式、變壓器式等三種最基本的開關(guan) 電源工作原理進行簡單介紹，其它種類的開關(guan) 電源也將逐步進行詳細分析。

串聯式開關(guan) 電源

串聯式開關(guan) 電源的工作原理

圖1-1-a是串聯式開關(guan) 電源的最簡單工作原理圖，圖1-1-a中Ui是開關(guan) 電源的工作電壓，即：直流輸入電壓；K是控製開關(guan) ，R是負載。當控製開關(guan) K接通的時候，開關(guan) 電源就向負載R輸出一個(ge) 脈衝(chong) 寬度為(wei) Ton，幅度為(wei) Ui的脈衝(chong) 電壓Up；當控製開關(guan) K關(guan) 斷的時候，又相當於(yu) 開關(guan) 電源向負載R輸出一個(ge) 脈衝(chong) 寬度為(wei) Toff，幅度為(wei) 0的脈衝(chong) 電壓。這樣，控製開關(guan) K不停地“接通”和“關(guan) 斷”，在負載兩(liang) 端就可以得到一個(ge) 脈衝(chong) 調製的輸出電壓uo 。

圖1-1-b是串聯式開關(guan) 電源輸出電壓的波形，由圖中看出，控製開關(guan) K輸出電壓uo是一個(ge) 脈衝(chong) 調製方波，脈衝(chong) 幅度Up等於(yu) 輸入電壓Ui，脈衝(chong) 寬度等於(yu) 控製開關(guan) K的接通時間Ton，由此可求得串聯式開關(guan) 電源輸出電壓uo的平均值Ua為(wei) ：

式中Ton為(wei) 控製開關(guan) K接通的時間，T為(wei) 控製開關(guan) K的工作周期。改變控製開關(guan) K接通時間Ton與(yu) 關(guan) 斷時間Toff的比例，就可以改變輸出電壓uo的平均值Ua 。一般人們(men) 都把 稱為(wei) 占空比（Duty），用D來表示，即：

串聯式開關(guan) 電源輸出電壓uo的幅值Up等於(yu) 輸入電壓Ui，其輸出電壓uo的平均值Ua總是小於(yu) 輸入電壓Ui，因此，串聯式開關(guan) 電源一般都是以平均值Ua為(wei) 變量輸出電壓。所以，串聯式開關(guan) 電源屬於(yu) 降壓型開關(guan) 電源。

串聯式開關(guan) 電源也有人稱它為(wei) 斬波器，由於(yu) 它工作原理簡單，工作效率很高，因此其在輸出功率控製方麵應用很廣。例如，電動摩托車速度控製器以及燈光亮度控製器等，都是屬於(yu) 串聯式開關(guan) 電源的應用。如果串聯式開關(guan) 電源隻單純用於(yu) 功率輸出控製，電壓輸出可以不用接整流濾波電路，而直接給負載提供功率輸出；但如果用於(yu) 穩壓輸出，則必須要經過整流濾波。