开关式稳压电源的工作原理

　　随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机
功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、
工作可靠，但它存在着效率低（只有 40% －50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高
及调整范围小等缺点。为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达 85% 
以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较
理想的稳压电源。正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各
类开关电源的工作原理作一阐述。
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

1、基本电路

 

图二 开关电源基本电路框图
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。