开关电源的基本控制原理

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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，一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

一般地，开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。

如果细致划分，它包括：输入滤波、输入整流、开关电路、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F转换、基极驱动、输出整流、输出滤波电路等。

实际的开关电源还要有保护电路、功率因素校正电路、同步整流驱动电路及其它一些辅助电路等。

下面是一个典型的开关电源原理框图，掌握它对我们理解开关电源有重要意义。

根据控制类型不同，PM（脉冲调制）电路可能有多种形式。这里是典型的PFM结构。

开关电源的构成原理：

一、输入电路：

线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路。

作用：把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。

1．线性滤波电路：

抑制谐波和噪声。

2．浪涌滤波电路：

抑制来自电网的浪涌电流。

3．整流电路：

把交流变为直流。

有电容输入型、扼流圈输入型两种，开关电源多数为前者。

二、变换电路：

含开关电路、输出隔离（变压器）电路等，是开关电源电源变换的主通道，完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。

这一级的开关功率管是其核心器件。

1．开关电路

驱动方式：自激式、他激式。

变换电路：隔离型、非隔离型、谐振型。

功率器件：最常用的有GTR、MOSFET、IGBT。

调制方式：PWM、PFM、混合型三种。PWM最常用。

2．变压器输出

分无抽头、带抽头。半波整流、倍流整流时，无须抽头，全波时必须有抽头。

三、控制电路：

向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到调节输出电压的目的。

基准电路：提供电压基准。如并联型基准LM358、AD589，串联型基准AD581、REF192等。

采样电路：采取输出电压的全部或部分。

比较放大：把采样信号和基准信号比较，产生误差信号，用于控制电源PM电路。

V/F变换：把误差电压信号转换为频率信号。

振荡器：产生高频振荡波。

基极驱动电路：把调制后的振荡信号转换成合适的控制信号，驱动开关管的基极。

四、输出电路：

整流、滤波。

把输出电压整流成脉动直流，并平滑成低纹波直流电压。输出整流技术现在又有半波、全波、恒功率、倍流、同步等整流方式。

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