开关电源的工作模式和原理

      开关电源是由PWM（脉冲宽度调制）控制IC和MOSFET构成的，其原理是控制开关管接通和关断的时间比率，工作流程是整流成直流--变换成所需要不同电压的交流--整流成直流输出。具有小体积、高效率等优点，广泛应用于主机、数码产品、工业自动化、通讯设备、监控、LED照明、电力、军工、科研、仪器仪表、医疗设备等领域。

      开关电源结构由主电路、控制电路、检查电路、辅助电源组成。开关电源按类型分为隔离型和非隔离型，俩者区别在于隔离型输入和输出电路是不共地的，而非隔离型是共地的。

      开关电源的工作模式有频率、脉冲宽度固定模式；频率固定、脉冲宽度可变模式；频率、脉冲宽度可变模式。输出电压方式有直接输出电压方式、平均输出电压方式、幅值输出电压方式。

      频率、脉冲宽度固定模式和直接输出电压方式一般用于逆变电源、DCDC电源变换，频率固定、脉冲宽度可变模式、频率、脉冲宽度可变模式和平均输出电压方式、幅值输出电压方式一般用于稳压开关电源。

      目前市场上的开关电源大致上可分为3大类，分别是串联式电源、并联式电源、变压器式电源。

      串联式开关电源原理图如上所示：Ui是工作电压，K是控制开关，R是负载。当K接通和关断，在负载两端都可以得到一个脉冲调制的输出电压uo。串联式开关电源的缺点是容易产生EMI干扰和带电，所以一般都会增加整流二极管和滤波电路，如下图所示：

并联式开关电源原理图如下图所示：

      其中Ui是工作电压，K是控制开关，R是负载，L是储能电感。当K接通，输入电源开始对L加电，电路在L中产生磁场。当K关断时L会产生反电动势，反电动势产生电流的方向和原电流方向相同，会在负载上产生较高电压。因此会增加整流滤波电路，如下图所示：

      当K接通时，输入电源开始对L加电，当K关断时，反电动势与电流方向相同，但是与开关关断前的方向相反，控制开关俩端的输出电源等于输入电压与反电动势之和。

      选择开关电源一般要考虑输入电压规格、功率、负载特性、工作温度及保护功能等方面。