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開關(guān)電源工作原理

開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導(dǎo)通時，電壓低，電流大；關(guān)斷時，電壓高，電流小）/功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。開關(guān)電源伯特圖脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。工頻整流電路一般為不可控整流電路，根據(jù)電源容量的大小，可以是單相整流，一般選用單相橋式結(jié)構(gòu)，大容量的開關(guān)電源可用三相交流電源。控制器的主要目的是保持輸出電壓穩(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。開關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應(yīng)用場合下各有優(yōu)點。

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選擇開關(guān)電源時應(yīng)注意事項

1）選用合適的輸入電壓規(guī)格；

2）選擇合適的功率。為了使電源的壽命增長，可選用多30%輸出功率額定的機種。

3）考慮負載特性。如果負載是馬達、燈泡或電容性負載，當(dāng)開機瞬間時電流較大，應(yīng)選用合適電源以免過載。如果負載是馬達時應(yīng)考慮停機時電壓倒灌。

4）此外尚需考慮電源的工作環(huán)境溫度，及有無額外的輔助散熱設(shè)備，在過高的環(huán)溫電源需減額輸出。環(huán)溫對輸出功率的減額曲線。

5）根據(jù)應(yīng)用所需選擇各項功能：

保護功能：過電壓保護（OVP）、過溫度保護（OTP）、過負載保護（OLP）等。

應(yīng)用功能：信號功能（供電正常、供電失效）、遙控功能、遙測功能、并聯(lián)功能等。

特殊功能：功因矯正（PFC）、不斷電（UPS）

6）選擇所需符合的安規(guī)及電磁兼容（EMC）認(rèn)證。

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開關(guān)電源的電路組成

開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。

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　開關(guān)電源工作形式的選擇

 在開關(guān)電源電路中，基本類型有4種：單端反激式、單端正激式、半橋式和全橋式。對于100 W以下的開關(guān)電源，多采用單端反激式變換器，反激式功率變換電路中的變壓器，除了起隔離作用之外，還具有儲能的功能。

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