隨著全球?qū)δ茉磫栴}的重視,，電子產(chǎn)品的耗能問題將愈來愈突出，如何降低其待機功耗,，提高供電效率成為一個急待解決的問題,。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠,，但它存在著效率低（只有40% －50%）,、體積大、銅鐵消耗量大,，工作溫度高及調(diào)整范圍小等缺點,。為了提高效率，人們研制出了開關(guān)式穩(wěn)壓電源,，它的效率可達85% 以上,，穩(wěn)壓范圍寬，除此之外,，還具有穩(wěn)壓精度高,、不使用電源變壓器等特點，是一種較理想的穩(wěn)壓電源,。正因為如此,，開關(guān)式穩(wěn)壓電源已廣泛應用于各種電子設(shè)備中，本文對各類開關(guān)電源的工作原理作一闡述,。

一,、開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本工作原理
       開關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實際的應用中,，調(diào)寬式使用得較多,，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中,，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。因此下面就主要介紹調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源,。
      調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理可參見下圖,。

      對于單極性矩形脈沖來說，其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度,，脈沖越寬,，其直流平均電壓值就越高。直流平均電壓Ｕ,?？捎晒接嬎悖?br />     即Uo=Um×T1/T
   式中Um為矩形脈沖最大電壓值,；T為矩形脈沖周期,；T1為矩形脈沖寬度。
從上式可以看出,，當Um 與T 不變時,，直流平均電壓Uo 將與脈沖寬度T1 成正比。這樣,，只要我們設(shè)法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄,，就可以達到穩(wěn)定電壓的目的。

二,、開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理電路
    1,、基本電路

 
                                             圖二 開關(guān)電源基本電路框圖

      開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖二所示。
      交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后,，變成含有一定脈動成份的直流電壓,，該電壓進人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?br />       控制電路為一脈沖寬度調(diào)制器,，它主要由取樣器,、比較器、振蕩器,、脈寬調(diào)制及基準電壓等電路構(gòu)成,。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關(guān)電源用集成電路,?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例，以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的,。

      ２．單端反激式開關(guān)電源
      單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖三所示,。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激,，是指當開關(guān)管VT1 導通時,，高頻變壓器Ｔ初級繞組的感應電壓為上正下負,，整流二極管VD1處于截止狀態(tài),，在初級繞組中儲存能量,。當開關(guān)管VT1截止時，變壓器Ｔ初級繞組中存儲的能量,，通過次級繞組及VD1 整流和電容Ｃ濾波后向負載輸出,。

       單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為20－100Ｗ,，可以同時輸出不同的電壓,，且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大,，外特性差,，適用于相對固定的負載。
        單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍,，工作頻率在20－200kHz之間,。

３．單端正激式開關(guān)電源
       單端正激式開關(guān)電源的典型電路如圖四所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似,，但工作情形不同,。當開關(guān)管VT1導通時，VD2也
導通,，這時電網(wǎng)向負載傳送能量,，濾波電感Ｌ儲存能量；當開關(guān)管VT1截止時,，電感Ｌ通過續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負載釋放能量,。
 

        在電路中還設(shè)有鉗位線圈與二極管VD2，它可以將開關(guān)管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間,。為滿足磁芯復位條件,，即磁通建立和
復位時間應相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于５０％,。由于這種電路在開關(guān)管VT1導通時,，通過變壓器向負載傳送能量，所以輸出功率范圍大,，可輸出50－200 Ｗ的功率,。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復雜，體積也較大,，正因為這個原因,，這種電路的實際應用較少。

４．自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源
        自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路如圖五所示,。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關(guān)電源,，也是目前廣泛使用的基本電源之一,。
 

        當接入電源后在R1給開關(guān)管VT1提供啟動電流，使VT1開始導通,，其集電極電流Ic在L1中線性增長,，在L2 中感應出使VT1 基極為正，發(fā)射極為負的正反饋電壓,，使VT1 很快飽和,。與此同時，感應電壓給C1充電,，隨著C1充電電壓的增高,，VT1基極電位逐漸變低，致使VT1退出飽和區(qū),，Ic 開始減小,，在L2 中感應出使VT1 基極為負、發(fā)射極為正的電壓,，使VT1 迅速截止,，這時二極管VD1導通，高頻變壓器Ｔ初級繞組中的儲能釋放給負載,。在VT1截止時,，L2中沒有感應電壓，直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電,，逐漸提高VT1基極電位,，使其重新導通，再次翻轉(zhuǎn)達到飽和狀態(tài),，電路就這樣重復振蕩下去,。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣，由變壓器Ｔ的次級繞組向負載輸出所需要的電壓,。
自激式開關(guān)電源中的開關(guān)管起著開關(guān)及振蕩的雙重作從,，也省去了控制電路。電路中由于負載位于變壓器的次級且工作在反激狀態(tài),，具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點,。這種電路不僅適用于大功率電源，亦適用于小功率電源,。

５．推挽式開關(guān)電源
       推挽式開關(guān)電源的典型電路如圖六所示,。它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè),。電路使用兩個開關(guān)管VT1和VT2,，兩個開關(guān)管在外激勵方波信號的控制下交替的導通與截止，在變壓器Ｔ次級統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?br />  

       這種電路的優(yōu)點是兩個開關(guān)管容易驅(qū)動,，主要缺點是開關(guān)管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓,。電路的輸出功率較大，一般在100-500 Ｗ范圍內(nèi),。

６．降壓式開關(guān)電源
        降壓式開關(guān)電源的典型電路如圖七所示,。當開關(guān)管VT1 導通時，二極管VD1 截止,，輸人的整流電壓經(jīng)VT1和L向Ｃ充電,，這一電流使電感Ｌ中的儲能增加,。當開關(guān)管VT1截止時,，電感Ｌ感應出左負右正的電壓，經(jīng)負載RL和續(xù)流二極管VD1釋放電感Ｌ中存儲的能量,，維持輸出直流電壓不變,。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。
 

         這種電路使用元件少,，它同下面介紹的另外兩種電路一樣,，只需要利用電感、電容和二極管即可實現(xiàn),。

７．升壓式開關(guān)電源
       升壓式開關(guān)電源的穩(wěn)壓電路如圖八所示,。當開關(guān)管 VT1 導通時，電感Ｌ儲存能量,。當開關(guān)管VT1 截止時,，電感Ｌ感應出左負右正的電壓，該電壓疊加在輸人電壓上,，經(jīng)二極管VD1向負載供電,，使輸出電壓大于輸人電壓，形成升壓式開關(guān)電源,。
 

 ８．反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源
       反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源的典型電路如圖九所示,。這種電路又稱為升降壓式開關(guān)電源。無論開關(guān)管VT1之前的脈動直流電壓高于或低于輸出端的穩(wěn)定電壓,，電路均能正常工作,。
 

         當開關(guān)管 VT1 導通時，電感L 儲存能量,，二極管VD1 截止,，負載RL靠電容C上次的充電電荷供電。當開關(guān)管VT1截止時,，電感Ｌ中的電流繼續(xù)流通,，并感應出上負下正的電壓，經(jīng)二極管VD1向負載供電，同時給電容Ｃ充電,。

        以上介紹了脈沖寬度調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理和各種電路類型,，在實際應用中，會有各種各樣的實際控制電路,，但無論怎樣,，也都是在這些基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。