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开关电源电路图及原理

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。下面我们来看看开关电源电路图以及开关电源工作原理吧。

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。

调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。

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为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。

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图

1、基本电路

图二开关电源电路图

开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。

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图

单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。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。

3.单端正激式开关电源电路图

单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也

导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时，电感L通过续流二极管VD3继续向负载释放能量。

在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和

复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50-200W的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。

4.自激式开关稳压电源电路图

自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。

当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2中感应出使VT1基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic开始减小，在L2中感应出使VT1基极为负、发射极为正的电压，使VT1迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。

自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适用于小功率电源。

5.推挽式开关电源电路图

推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器T次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。

这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100-500W范围内。

6.降压式开关电源电路图

降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管VT1导通时，二极管VD1截止，输人的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量，维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。

这种电路使用元件少，它同下面介绍的另外两种电路一样，只需要利用电感、电容和二极管即可实现。

7.升压式开关电源电路图

升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管VT1导通时，电感L储存能量。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。

8.反转式开关电源电路图

反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压，电路均能正常工作。

当开关管VT1导通时，电感L储存能量，二极管VD1截止，负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时，电感L中的电流继续流通，并感应出上负下正的电压，经二极管VD1向负载供电，同时给电容C充电。

开关电源基本原理入门

对于开关电源大家都不陌生，这种开关电源使用非常广，而且具有电压稳定可靠、功耗小、转换效率高等优点，是如今当下电子信息产业中不可缺少的一种电源方式。那么，开关电源原理是怎样的呢?接下来，就由我们为大家带来开关电源原理图，一起来了解一下吧。

一、开关电源原理图---什么是开关电源

1.开关电源是一种利用现代电力电子技术控制开关开关时间比例，保持稳定输出电压的电源。开关电源通常由脉冲宽度调制控制IC和MOSFET组成。与线性电源相比，两个开关电源的成本随输出功率而增加，但增长率会有所不同。

2.普通电源一般是线性电源，线性电源，是指调节管处于线性状态的电源，开关电源是一种比较新型的电源。它效率高，重量轻，可升高，降压，输出功率大。开关电源的高频率是其发展的方向。高频使开关电源小型化，开关电源进入更广泛的应用。此外，开关电源的开发和应用在节能，资源节约和环境保护方面具有重要意义。

3.开关电源是利用电子开关器件(如晶体管，FET，晶闸管晶闸管等)，通过控制电路，使电子开关器件不断“开”和“关”，让电子开关开关器件调制输入电压，实现DC/AC，DC/DC电压转换，可调输出电压和自动调节。

4.开关电源一般有三种工作模式：:频率，脉冲宽度固定模式，频率固定，脉冲宽度可变模式，频率，脉冲宽度可变模式。它由四个主要部分组成：主电路，开关电源控制电路，检测电路和辅助电源。

二、开关电源原理图---开关电源工作原理

开关电源可以使功率晶体管在开和关状态下工作。实际上，输入DC电压幅度被转换成等于输入电压幅度的脉冲电压。其工作原理是应用于功率晶体管的伏安产物很小(在导通状态，电压低，电流大;在关断状态，电压高，电流小)，即功率晶体管产生的损耗很小。

三、开关电源原理图---开关电源的工作条件

除了上述开关电源的工作原理外，在开关电源工作原理运行的同时，开关电源也是一定的工作状态，如开关，工作时，它不是线性的国家，但在电子设备的工作。在DC的情况下，开关电源在工作时是DC，而不是AC;后者开关电源的高频在电子设备的工作状态下是高频，不接近工作的低频状态。在开关电源的工作原理中，这些工作条件是肯定的。

四、开关电源原理图---开关电源的组成

1.主电路

浪涌电流限制：限制电源输入侧的浪涌电流。

输入过滤器：用于过滤网格中的杂波，防止机器产生的杂波反馈到网格中。

整流和滤波：直接将电网交流电整流为更平滑的直流电。逆变器：整流后的直流电源变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分

输出整流和滤波：根据负载要求提供稳定可靠的直流电源。

2.控制电路

从输出采样，与设定值比较，然后控制逆变器，改变其脉冲宽度或脉冲频率，使输出稳定;根据测试电路提供的数据，识别出保护电路，并为各种电源提供控制电路。保障。

3.检测电路

提供保护电路运行的各种参数和各种仪表数据。

4.辅助电源

实现电源软件(远程)启动，保护电路和控制电路等工作电源。

以上就是由我们为大家带来的关于开关电源原理图的相关介绍。

开关电源基础知识入门

第一要懂基本理论，推荐一本 《精通开关电源设计》，可以从头到尾仔细阅读，多读外国人写的书和资料，另外多买书，现在这个物价飞涨的年头，书是唯一没涨价反而在网上打折降价的商品，而且不是消费品是智力投资，相信知识的力量，拼爹的时代终将过去；第二要实践，有条件尽量从基本的buck,flyback等拓扑开始，每个项目都要研究透彻，逐步深入到复杂拓扑，复杂拓扑也是从基本拓扑衍生而来，所谓一通百通，基本理论和思想方法都是一致的，而一开始就做复杂电源容易陷入迷雾；三要多思考，培养一种习惯，即从基本理论的观点来设计，从实际实验的数据和波形来反观理论，每个器件每个参数都要学习自己动手去算，比如变压器，电感，mos损耗，检流电阻等等，不要迷信一些所谓老手的所谓的经验；最后要热爱这门科学，才能有所成就，祝你成功。

以上就是本站小编整理的关于开关电源电路图及原理的相关知识，内容来源网络仅供参考，希望能帮助到你。