开关电源基础介绍

开关电源学习介绍开关电源是一种转换电压类型和/或电流大小的电源，其工作原理是通过使用开关管和其他电子元件来实现定期切换电源输入和输出的方式。

相较于传统的线性电源，开关电源具有高效率、小体积、轻重量等优点，在现代电子设备中应用广泛。

接下来将介绍开关电源的基本原理、工作方式、应用领域以及相关的学习内容。

一、开关电源的基本原理：开关电源的工作原理是利用了开关管的开关特性，通过改变电源输入电压形式和周期，来实现变换输出电压类型和/或电流大小。

开关管将输出电流连续地开关导通和截断，通过调制开关周期和占空比来控制输出电压和电流。

二、开关电源的工作方式：开关电源工作原理分为两种方式，分别为单端工作和双端工作。

单端工作方式是通过一段纯电感元件和一个存储元件来实现，而双端工作方式则需要两段纯电感元件和两个存储元件。

三、开关电源的应用领域：开关电源广泛应用于各种电子设备和系统中，例如计算机、通信设备、电视机、音响、工业自动化、医疗器械等。

由于其效率高、可靠性好、稳定性强，因此成为现代电子设备不可或缺的供电方式。

四、开关电源学习内容：1.开关电源的基本原理和工作方式：学习开关电源的工作原理和基本电路结构，掌握开关管、电感、电容、二极管等元件的使用方法和特性。

2.开关电源的设计和调试方法：学习开关电源的设计流程和方法，了解开关电源的电路布局、元件选型和组装技巧，掌握开关电源的调试和故障排除方法。

3.开关电源的应用与实践：学习开关电源在各种电子设备中的应用技术和实践经验，了解开关电源在不同应用领域的设计要求和特点，掌握根据实际需求设计和优化开关电源的能力。

4.开关电源的性能测试与评估：学习开关电源的性能指标和测试方法，掌握开关电源输出电压、电流、效率等性能参数的测试技术和评估方法。

在学习开关电源的过程中，可以通过相关教材、网络资源、实验等多种途径进行学习和实践。

同时，了解电力电子学、模拟电路和数字电路等相关知识也是深入学习开关电源的基础。

开关电源基础引言电源发展是趋于轻小。

而关键是既要小又要高效。

近几年的优秀半导体、磁材和无源器件，使得功率变换的选择余地越来越大。

线性和开关电压线性电源和开关电压都是把不稳定的输入变换成稳定的输出，但是却是完全不同的技术，它们各有优缺点。

线性电源只能是降压型的。

它们是用双极型晶体管或MOSFET 的线性工作，保持输出电压的稳定。

半导体调整器件上的电压就是输入输出电压差，半导体损耗就是调整器件上的电压乘负载电流，即V dr I o 。

所以，变换效率只在35-65％。

例如，把12V 输入变换成5V 输出，输出电流100mA ，输出功率只有500mW ，而损耗是700mW ，效率是42％。

所以，散热片的体积大成本高。

但是线性电源在输入电压变化范围小的小功率应用场合，也有它的优点，比如电路简单，没有开关电压的开关噪音。

开关电压的开关器件，只工作在截止和饱和导通状态，损耗低，效率可到65-95％。

开关电压即可降压也可升压。

但是，开关电压电路复杂，输出电压包含着开关噪音，必须虑除。

开关电源基础PWM 开关电压有两种基本结构，即正激型和升压型。

正激型变换器正激变换器的输出LC 滤波器给出DC 输出电压。

输出电压为D VV ino(1)降压变换器是最简单的正激型变换器，如图1所示。

图1 基本正激型(降压)变换器及其波形它的工作可以分成两个不同的方式，即开关导通和关断。

当开关导通时，输入电压加到LC滤波器的输入端。

假设变换器工作在稳态，滤波器输出端的电压就是输出电压。

电感电流开始由开关周期开始时的初始值线性上升。

电感电流为ti VVioninit oin Lontt L≤≤+ -=(2)在这个时期里，电感磁芯里存储能量。

当功率开关关断时，磁芯存储的能量传输到负载。

当功率开关关断时，电感输入端的电压被拉到地，被正向偏置的二极管D而箝位。

电感磁芯储能通过续流二极管D传向负载。

电感电流由初始的峰值i pk而减小为t Vi ioff opk Lofftt L≤≤-=(3)关断阶段一直持续到开关在控制电路控制下开启，下一个开关周期开始。

开关电源基础知识介绍•目录开关电源基础知识开关电源框架图及功能简介开关电源基本问题分析2017-3-142开关电源基础知识1、开关电源定义•••••开关电源就是通过控制电路，使电子开关器件不停地“开通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现电压变换，以及实现输出电压的可调和自动稳压的电源装置。

2017-3-143开关电源基础知识2、开关电源（PWM模式）的工作原理•••••••右图为最简单的开关电源，Ui是开关电源的输入电压，K是控制开关，R是负载。

••••••当控制开关K接通的时候，开关电源就向负载R输出一个脉冲宽度为Ton、幅度为Ui的脉冲电压；当控制开关K关断的时候，又相当于开关电源向负载R输出一个脉冲宽度为Toff，幅度为0的脉冲电压。

这样，控制开关K不停地“接通”和“关断”，在负载两端就可以得到一个脉冲调制的输出电压Uo。

2017-3-14开关电源基础知识3、开关电源常用拓扑介绍开关电源的基本拓扑可以分为两大类，一是非隔离拓扑，二是隔离拓扑。

非隔离拓扑•••••••••••••••••Buck•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Boost2017-3-145开关电源基础知识Buck‐boost非隔离拓扑的共性为输入输出共地，安全性能不佳。

2017-3-146开关电源基础知识隔离拓扑隔离拓扑是在非隔离拓扑的基础上发展起来的。

••••••••••••••••反激变换器••••••••••••••••••••••••••••••••••正激变换器2017-3-147开关电源基础知识•••••隔离型拓扑的优点是原副边地实现了电气隔离，且通过变压器绕组可以容易实现多路输出。

••••目前我司常用的拓扑主要为Boost（如PFC电路），反激变换器、半桥谐振LLC变换器。

2017-3-148目录开关电源基础知识开关电源框架图及功能简介开关电源基本问题分析2017-3-149开关电源框架图及功能简介反激框图2017-3-1410开关电源框架图及功能简介反激简介EMC电路：主要由保险丝，热敏电阻，压敏电阻，共模电感，X电容及Y电容整流二极管组成。

开关电源知识一、开关电源的概念和分类开关电源是一种将交流电转换为直流电供给电子设备使用的电源。

按照输出功率的大小，可以分为小功率开关电源和大功率开关电源。

按照工作方式的不同，可以分为单端开关电源和双端开关电源。

二、开关电源的工作原理1.整流滤波：将输入的交流电通过整流桥变成直流信号，再通过滤波器去除掉残留的交流成分，得到平滑的直流信号。

2.功率因数校正：由于负载变化导致输入功率因数不稳定，需要进行校正。

3.逆变：将直流信号通过高频变压器转换成高频交流信号。

4.输出整形：将逆变后得到的高频交流信号通过输出整形器转换成稳定的直流输出。

三、开关管1. MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：具有低导通阻抗、高速度等优点，常用于低压、小功率开关电源中。

2. IGBT（绝缘栅双极性晶体管）：具有大功率承载能力、可靠性好等优点，常用于大功率开关电源中。

3. 晶闸管：具有低导通阻抗、高稳定性等优点，常用于直流电机控制中。

四、开关电源的优缺点1. 优点：效率高、体积小、重量轻、稳定性好。

2. 缺点：噪音大、EMI（电磁干扰）严重，需要进行滤波处理。

五、开关电源的应用1. 通讯领域：手机充电器、路由器、交换机等。

2. 工控领域：PLC（可编程逻辑控制器）、伺服驱动器等。

3. 家用电器领域：LED灯带驱动器、音响等。

六、开关电源的故障及维修1. 故障表现：输出电压不稳定，有杂音或噪声等。

2. 维修方法：（1）检查输入端是否接触良好；（2）检查整流桥是否损坏；（3）检查滤波器是否失效；（4）检查输出整形器是否正常工作。

超详细！开关电源基础知识讲解一、前言：PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。

本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。

●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。

线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。

最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。

对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。

由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。

此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。

由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。

开关电源入门必读开关电源工作原理超详细解析开关电源是电源技术中常见的一种类型，它的工作原理相对较复杂。

本文将详细解析开关电源的工作原理，帮助读者快速入门。

开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为高频脉冲电源，再经过变压、整流和滤波等步骤，最终获得所需的直流电压输出。

下面将分为几个方面详细解析开关电源的工作原理。

一、开关电源的基本组成部分开关电源包括输入端、控制电路、开关元件、变压器、整流滤波电路和输出端等组成部分。

1.输入端：接收外部交流电源输入，并经过保险丝和滤波电路等进行初步处理。

2.控制电路：负责控制开关元件的开关行为，控制电路由集成电路、电感和电容等组成。

3.开关元件：由开关管和二极管组成，承担着将交流信号转换为脉冲信号的关键任务。

4.变压器：通过变换输入电压和电流的比值，实现电压和电流的变换。

5.整流滤波电路：包括整流电路和滤波电路。

整流电路将脉冲电流转化为直流电流，滤波电路将直流电流进行进一步平滑处理。

6.输出端：将经过整流滤波处理后的直流电压输出给负载。

二、开关电源的工作原理开关电源的工作原理主要分为以下几个步骤：1.输入端处理：输入端首先通过保险丝保护电路，然后通过滤波电路对输入信号进行初步处理，去除杂质和干扰。

2.控制电路：控制电路根据输入端的信号控制开关元件的开关行为。

当开关元件关闭时，电源工作在储能状态，当开关元件开启时，电源进入释放能量状态。

3.开关元件：开关元件由开关管和二极管组成。

当开关管导通时，电源中的输入电流和能量通过变压器传递给负载，当开关管关断时，电源中的储能电流和能量通过二极管回流到输入端。

4.变压器：变压器将输入电压和电流进行变换，通过磁性耦合实现输出端所需的电压和电流。

5.整流滤波电路：整流电路将经过变压器变换后的输出信号转化为直流电压，滤波电路将直流电压进行平滑处理，去除残余脉冲和噪声。

6.输出端：经过整流滤波电路处理后的直流电压输出给负载，从而实现电源对负载的供电支持。

开关电源知识点总结开关电源是一种将交流电转换为直流电供应给电子设备使用的电源装置。

在现代电子设备中广泛应用，如计算机、手机、电视等。

本文将从开关电源的原理、分类、工作方式和应用等方面进行总结。

一、开关电源的原理开关电源的核心是开关电源变换器。

它通过开关管的开关动作，将交流电转换为直流电。

其工作原理主要包括两个过程：变压和整流。

变压过程是通过变压器将输入电压变换为适合开关管工作的电压，然后经过整流电路将交流电转换为直流电。

二、开关电源的分类开关电源可以根据输出电压的稳定性、输入电压范围、功率和用途等特点进行分类。

1. 从输出电压的稳定性来看，开关电源可以分为线性稳压电源和开关稳压电源。

线性稳压电源通过线性调整器来稳定输出电压，但效率较低。

而开关稳压电源则通过开关管的开关动作来调整输出电压，效率较高。

2. 从输入电压范围来看，开关电源可以分为宽输入电压范围和窄输入电压范围的电源。

宽输入电压范围的电源适用于输入电压波动较大的场合，而窄输入电压范围的电源则适用于输入电压稳定的场合。

3. 从功率来看，开关电源可以分为小功率开关电源和大功率开关电源。

小功率开关电源适用于低功率设备，大功率开关电源适用于高功率设备。

4. 从用途来看，开关电源可以分为通用开关电源和专用开关电源。

通用开关电源适用于多种电子设备，而专用开关电源则针对特定设备进行设计。

三、开关电源的工作方式开关电源有两种主要的工作方式：连续导通模式和断续导通模式。

1. 连续导通模式是指开关管在每个工作周期内都处于导通状态。

这种工作方式的优点是输出电流波形较为平滑，适用于大功率输出。

但是由于开关管一直导通，会产生较大功率损耗。

2. 断续导通模式是指开关管在每个工作周期内都处于导通和截止两种状态之间切换。

这种工作方式的优点是开关管的功率损耗较小，适用于小功率输出。

但是由于开关管的开关频率较高，可能会产生较大的干扰。

四、开关电源的应用开关电源由于其高效率、小体积和稳定性好的特点，在各个领域得到了广泛应用。