开关电源工作原理及其优点

1.串联式开关电源

（1）晶体管串联稳压电源 图2-52a所示是晶体管串联稳压电源电路，其工作原理是：

首先经变压器T降压后，进行全波整流，并滤波后得到直流电压U_D1，又通过晶体管V调整后得到稳定的输出电压U_D2。其稳压过程是：输出电压与基准电压进行比较，并将放大后所得信号用于控制晶体管V的基极电流，从而调整了V的集电极电流和管压降，使输出电压得以稳定。

这种方法的主要缺点是：

1）因为变压器T需要铁心，故体积大，重量重。

2）晶体管V工作在放大状态，故功耗大。

（2）串联式开关稳压电源 其电路如图2-52b所示，其稳压过程是：输出电压与基准电压进行比较，并将放大后所得信号用于调整晶体管通、断脉冲的占空比，从而调整了输出电压的平均值，使输出电压得以稳定。

图2-52 串联式开关电源

a）晶体管串联稳压电源 b）串联式开关稳压电源

其主要优点是：

1）它不需要降压，省去了变压器。

2）晶体管V工作在开关状态，故功耗小。

2.脉冲变压器开关电源 如图2-53所示，其工作特点是：

（1）晶体管V并不直接控制输出电压，而是控制脉冲变压器的一次电压U₁。(www.xing528.com)

（2）一次电压U₁的平均值等于直流电压和脉冲占空比的乘积，即

U₁=KDU_D1 （2-29）

式中 U₁———脉冲变压器一次电压的平均值（V）；

U_D1———输入直流电压（V）；

K———比例常数；

D———脉冲的占空比。

图2-53 脉冲变压器开关电源

a）开关电源的电路 b）脉冲的占空比

脉冲占空比的定义如图2-53b所示，有

式中 t_P———脉冲的宽度（μs）；

t_C———脉冲周期（μs）。

（3）脉冲变压器可以有多个二次绕组，这是脉冲变压器开关电源的主要优点，所以变频器里的开关电源都采用这种方式。