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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。

开关电源大致由主电路、 控制电路、检测电路、辅助电源四大部分组成。

1、主电路

冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。

输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。

整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。

逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。

输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

2、控制电路

一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。

3、检测电路

提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

4、辅助电源

实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工作供电。

开关电源的电路组成

开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

开关电源的电路组成方框图如下

开关电源的工作条件、工作特点与工作模式

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

开关电源的工作条件：

1、开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态

2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频

3、直流：开关电源输出的是直流而不是交流

开关电源的工作特点：

功耗小，效率高。在开关电源电路中，晶体管V在激励信号的激励下，它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz左右，在一些技术先进的国家，可以做到几百或者近1000kHz。这使得开关晶体管V的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可达到80%。

体积小，重量轻。从开关电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。由于这两方面原因，所以开关电源的体积小，重量轻。

稳压范围宽。从开关电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿。这样，在工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有较稳定的输出电压。所以开关电源的稳压范围很宽，稳压效果很好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。开关电源不仅具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关电源。

滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少。开关电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz，是线性稳压电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍；即使采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了500倍。在相同的纹波输出电压下，采用开关电源时，滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500～1/1000。电路形式灵活多样，有自激式和他激式，有调宽型和调频型，有单端式和双端式等等，设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场合的开关电源。

开关电源的工作模式：

顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。

开关电源一般有三种工作模式：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。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外，开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样，前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。

根据开关器件在电路中连接的方式，目前比较广泛使用的开关电源，大体上可分为：串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。其中，变压器式开关电源（后面简称变压器开关电源）还可以进一步分成：推挽式、半桥式、全桥式等多种；根据变压器的激励和输出电压的相位，又可以分成：正激式、反激式、单激式和双激式等多种；如果从用途上来分，还可以分成更多种类。

下面介绍一些关于开关电源经典回答。

1、开关电源变压器如果用铜带取代漆包线，其允许通过的电流怎么算？比如说厚度为0.1mm的铜带，允许通过的电流怎么算？

专家解答：如果开关电源变压器用铜带取代漆包线，铜带（漆包线）的涡流损耗可以大大减小，工作频率可以相应提高，但直流损耗几乎不变，铜带允许通过的电流密度一般还是不要超过4.5A/平方毫米。电流密度等于电流除与以导体的截面积，导体的截面积等于厚（0.1mm）乘以宽（铜带的宽度）。

2、电源开关交流回路和整流器的交流回路是最容易产生电磁干扰的吗？

专家解答：开关电源产生电磁干扰最严重的地方是开关变压器的初、次级线圈组成的电路，但它的干扰会通过感应对其它电路产生辐射和传导干扰，传导干扰和辐射干扰最严重的地方是电源线，因为电源线很容易成为辐射源的半波振子天线，另外它又与外线路进行连接，很容易把干扰信号传输给其它设备。所以在开关电源的输入端一定要对电源线进行有效隔离。

3、降低变压器的温升有什么具体方法？

专家解答：降低变压温升的方法一个是降低变压器磁芯的最大磁通增量（Bm）的取值，因为变压器磁芯的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）与磁通密度的平方成正比；另一个是降低开关电源的工作频率，因为变压器磁芯的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）与工作频率成正比；再一个是降低线圈的损耗，线圈的损耗（主要是涡流损耗），线圈的涡流损耗与集肤效应损耗也与工作频率成正比，降低线圈的直流损耗必须降低导线的电流密度，一般漆包线的电流密度不能超过4.5A/平方毫米。

4、反激式开关电源的占空比是如何变化的？

专家解答：反激式开关电源的占空比主要由输入电压和开关电源管的耐压来决定，当输入电压变化时占空比也要跟着变化。例如当输入电压为AC260V时，如果电源开关管的耐压为650V，则占空比大为0.306；当输入电压为AC170V时，占空比大约为0.5；当输入电压低于AC170V时，占空比大于0.5。但不管输入电压这样变化，开关电源都会通过改变占空比来达到稳定（或改变）输出电压的数值。

5、正激和反激的区别主要在哪？

专家解答：正激式开关电源是电源开关管导通的时候，电源向负责提供功率输出，而关断的时候没有功率输出。反激式开关电源正好相反，电源开关管导通时只向变压器存储能量，没有给负载提供功率输出，仅在电源开关管关断时才向负载提供输出。正激式开关电源输出电压是取整流输出电压的平均值，反激式开关电源输出电压是取整流输出电压的半波平均值，两种电压输出的相位正好相反。

6、能具体讲讲环路设计吗？

专家解答：反馈环路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时，输出电压会围绕着平均值来回跟踪，输出电压上下波动很厉害，增益越高，波动的幅度就越大，严重时会出现振荡；当反馈环路的增益过低时，输出电压又会不稳定，因为电压跟踪不到位，会存在一个滞后误差。

为了使输出电压稳定，但又不发生振荡，一般都把反馈环路分成三个回路来组成，一个回路用来决定微分增益的大小，另一个回路用来决定积分增益的大小，还有一个是决定直流增益的大小。这样做的目的是，在误差信号很小的时候，环路增益很大，而在误差信号很大的时候环路增益又会变小，即误差放大器的增益是动态的。仔细调节这三个反馈环路的增益，就可以实现开关电源既稳定，又不出现振荡。

7、反激电源开关MOS如何降到最低？特别是在硬开关条件下。

专家解答：降低占空比，但占空比太低，电源的工作效率大大降低，电压调整范围也会减小。

8、铜箔损耗占电源损耗比例约为多少？

专家解答：非常小，如果铜箔损耗大，铜箔的温升会很高，如果超过80度，铜箔的油漆会发黄。但也只相当于一个1～3瓦左右的金属膜电阻在同样温升时的损耗。

9、驱动波形大小波问题是什么原因引起的？？我有款电源，在低压AC85-120V的时候输出驱动都很正常，，当电压变为120-150V的时候，驱动出现大小波，输出电流明显下降。当电压再次提升到150V-265V的时候，驱动波形的频率完全不对头了，输出也不对了。

专家解答：如果你的驱动电路采用电容或变压器输出，会出现这种情况，因为电容或变压器传输波形（信号时），信号中不能含有直流分量，如果含有直流分量，输出波形将出现严重失真，只有驱动电路的输出波形，其占空比为0.5时，输出波形才不会产生失真，而占空比过大或过小，都会出现失真。

10、想问下关于整流桥的选择，不同的功率选怎么样的整流桥？还有就是我做了一款30W的电源，用了3A700V的整流桥，发现整流桥很烫，没几分钟温度就大约有60多度了。这个引起整流桥发烫的原因有哪些？

专家解答：整流二极管的选择主要是根据流过整流二极管的电流大小和耐压还有工作频率这三个参数来决定，进行电路参数设计时，流过整流二极管的电流一般只能取标称值（25℃时）的三分之一，因为流过整流二极管的工作温度可能会上升到80℃以上。如果整流二极管的导通和关断速度很低，它在电压反向的情况下还会导通一段时间，即反向电流非常大，这样整流二极管也会发热。你的整流桥发热可能属于后一种情况。

11、反馈环路设计 以及 补偿 如何入手？还望老师耐心解答。

专家解答：反馈环路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时，输出电压会围绕着平均值上下波动，增益越高，波动的幅度就越大，严重时会出现振荡；当反馈环路的增益过低时，输出电压又会不稳定。为了使输出电压稳定，但又不发生振荡，一般都把反馈环路分成三个回路来组成，一个回路用来决定微分增益的大小，另一个回路用来决定积分增益的大小，还有一个是决定直流增益的大小。仔细调节这三个反馈环路的增益，就可以实现开关电源既稳定，又不出现振荡。

12、最近在做DC TO DC效率有点低，怎样解决呢？

专家解答：把工作频率降低，或把电源开关管换成一个高速开关管，另外还可以把变压器的体积加大，把最大磁通密度（Bm）的取值降低，即把开关变压器初级线圈的匝数增加，因为开关变压器的磁滞损耗和涡流损耗与工作频率成正比，与最大磁通密度增量的平方成正比。