基于TL494的开关电源设计(2012.11.13)
基于TL494直流开关电源的设计
题目名称：基于TL494直流开关电源的设计陈摘要：本文主要介绍脉冲宽度集成芯片TL494内部结构和功能，以及基于TL494直流开关稳压电源的设计。
该电源输入15～28V直流电源，输出5~12V可调，文波峰峰值小于150mV，限流保护电流为2A的直流电源。
关键字：脉冲宽度 TL494 开关电源目录1系统设计 (3)1.1设计指标 (3)1.2设计思路 (3)1.2.1 DC－DC变换器电路拓扑结构 (3)1.2.2实现方案及结构框图 (4)2单元电路设计 (4)2.1 TL494内部结果及功能 (4)2.2基于TL494直流型稳压电源的设计 (6)2.2.1工作原理 (6)2.2.2参数计算机器件选择 (7)3系统测试 (8)3.1测试方法 (8)3.2测试结果 (8)4设计结论分析 (9)5参考文献 (9)6附录 (10)6.1器件清单 (10)6.2电路原理图 (10)1系统设计1.1设计指标（1）电源容量输入：直流15～28V 。
输出：电源电压5~12V(可调)，纹波小于150mVP-P ，最大输出电流2A(限 流型保护) 。
（2）工作频率开关电源的工作频率为30～40kHz 。
（3）控制电路采用脉冲宽度调制控制集成电路。
1.2设计思路1.2.1 DC －DC 变换器电路拓扑结构如图1所示为DC －DC 变换器电路，电路正常工作时，当功率管T1的基极输入为低电平时，T1管导通。
此时电感处于储能的状态。
从电感出来的电流一部分流过负载，另一部分则对电容C 进行充电。
反之，当T1管的基极输入为高电平时，PNP 管截止。
此时电感开始释放能量，同时电容C 放电，这两部分的电流图1.DC －DC 变换器电路通过续流管，继续维持负载的电流。
导通状态：11t LU U t L U I OI L ON -==∆截止状态：22t LU t L U I O L OFF ==∆由于OFF ON I I ∆=∆，所以有：I IO U Ut t t U ε=+=211。
基于TL494的开关稳压电源设计
中国高新技术企业Ｈｉ－ＴＥＣＨ基于ＴＬ４９４的开关稳压电源设计文／谢光希张华王川【摘要】本系统为基于ＴＬ４９４的开关稳压电源。
系统由单片机控制，辅以必要的数模模数转换电路，实现了输出电压可调与实时显示的功能。
【关键词】开关电源ＴＬ４９４单片机１．引言随着电力电子技术的发展，电源在各个系统中的核心作用日趋明显。
系统要求电源提供长期稳定的电压，而市电电压的不稳定又使传统电源难以实现输出电压长期稳定的功能，过大的电压偏差可能会导致设备的永久损坏。
开关电源正由于其输出电压长期稳定，而且轻巧，高效，高可靠性的优点，得到了越来越广泛的发展与应用。
本系统以单端反激变换器为核心，辅以必要的控制电路及外围电路，构成了一个开关稳压电源。
控制模块由单片机、Ｄ／Ａ转换芯片及ＰＷＭ控制芯片ＴＬ４９４组成。
单片机根据输入产生８位控制信号，通过Ｄ／Ａ转换成电压后控制ＴＬ４９４产生ＰＷＭ信号，驱动反激变换器中的ＭＯＳＦＥＴ管启动，实现电压的输出。
ＴＬ４９４自带的电压比较器接收来自输出电压的采样信号，调整ＰＷＭ的脉冲宽度，实现输出电压的稳定。
同时，系统利用Ａ／Ｄ转换芯片对输出电压进行采样，将数字信号返回到单片机，实现输出电压与输出电流的显示功能。
２．设计方案２．１总体方案的确定本设计决定采用以单片机控制核心，ＴＬ４９４为ＰＷＭ信号产生芯片的单端反激电路制作开关电源。
单片机从键盘输入接收输出电压设定信号，通过Ｄ／Ａ转换芯片ＡＤ０８３２对ＴＬ４９４进行控制，并利用ＴＬ４９４内部的比较器实现输出电压的稳定，对输出电压与电流的采样利用ＡＤ０８０９实现，信号返回单片机后实现输出电流与电压的显示。
系统框图如下：图１系统框图２．２主回路器件的选择及参数计算单端反激电路的工作原理为：在开关管ＶＤ处于导通状态时，电源ＵＩＮ向电感Ｌ充电，同时电容Ｃ向负载Ｒ供电；在ＶＤ处于断开状态时，电感Ｌ向Ｒ释放能量，继续提供电压，电感Ｌ储存的能量与释放的能量相等。
基于TL494开关电源设计
基于TL494的DC-DC开关电源设计摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来 ,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展 ,新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计小汽车中的音响供电电源，利用MOSFET管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：IGBT，PWM，推挽电路，半桥电路，单端正激BASED ON THE DC-DC TL494 SWITCHING POWER SUPPLYABSTRACTWith the rapid development of electronic technology, electronic systems, more and more extensive applications, the types of electronic equipment, more and more electronic equipment and people work and live closer and closer. In recent years, with the power electronic devices (such as IGBT, MOSFET), PWM switching power supply technology and development of the theory, a new generation of power began to gradually replace the traditional power supply circuits. The circuit is small, flexible to control the output characteristics of a good, ripple, load adjustment rate and so on.Switching power supply in the power adjustment control work in the off state, with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, low temperature rise, and other outstanding advantages of small size, the communication equipment, CNC equipment, Instrumentation, video audio, home appliances so widely used in electronic circuits. High frequency converter switching power supply so many forms of commonly used with push-pull converter, full bridge, half bridge, single-ended forward and the form of single-ended flyback. In this thesis, two-side driver IC - TL494 PWM pulse output of the controller design car audio power supply in use as a switch MOSFET, can improve the efficiency of the power transformer, is conducive to impulse noise suppression, but also can reduce the size of the power transformer.KEY WORDS: IGBT，MOSFET，Push-pull circuit，Half bridge circuit, Single-ended forward目录前言 (1)第1章开关电源基础技术 (6)1.1 开关电源概述 (6)1.1.1 开关电源的工作原理 (6)1.1.2 开关电源的组成 (7)1.1.3 开关电源的特点 (7)1.2 电源电路组成 (8)1.3开关电源典型结构 (5)1.3.1串联开关电源结构 (5)1.3.2并联开关电源结构 (5)1.4 电力场效应晶体管MOSFET (11)1.5 开关电源的技术指标 (8)第2章开关变换电路 (10)2.1 推挽开关变换电路 (10)2.1.1 推挽开关变换基本电路 (14)2.1.2 自激推挽式变换器 (15)2.2 半桥变换电路 (18)2.3 正激变换电路 (19)2.4 DC/DC升压模块设计 (20)第3章双端驱动集成电路TL494 (19)3.1 TL494简介 (19)3.2 TL494的工作原理 (20)3.3 TL494内部电路 (240)3.4 TL494构成的PWM控制器电路 (22)第4章 TL494 在汽车音响供电电源中的应用 (28)4.1 汽车音响电源简述 (28)4.2 汽车音响供电电源的组成 (30)4.2.1 TL494的辅助电路设计 (30)4.2.2 主电路的设计 (32)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (35)附录 (36)外文资料翻译 (37)前言电源是实现电能变换和功率传递的主要设备、在信息时代，农业、能源、交通运输、信息、国防教育等领域的迅猛发展，对电源产业提出了更多、更高的要求，如：节能、节电、节材、缩体、减重、环保、可靠、安全等。
基于TL494的双向Buck-Boost BDC高效开关电源设计
基于TL494的双向Buck-Boost BDC高效开关电源设计黄仲平;徐航;沈烨【摘要】该文双向DC-DC变换器(BDC)的设计由PWM控制、驱动、功率变换及测控4大部分组成.PWM控制以TL494为控制核心,闭环调节电路占空比;PWM驱动由IR2111构成,驱动同步整流电路的开关管;功率变换采用同步整流电路为功率变换拓扑,实现DC-DC双向高效功率变换;测控电路以MSP430单片机为控制器,结合电流、电压采样电路,控制电路输出参数并显示.系统具有过流、过压保护功能,并能通过MSP430单片机实现高精度的程控.测试结果表明,采用同步整流电路能较好完成DC-DC功率双向变换,双向功率变换效率均达到95％以上,同时还具有很强的抗扰动能力.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2017(015)001【总页数】5页(P12-16)【关键词】双向DC-DC变换器;TL494;IR2111;MSP430单片机【作者】黄仲平;徐航;沈烨【作者单位】四川大学电气信息学院,四川成都610065;四川大学电气信息学院,四川成都610065;四川大学电气信息学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TN702开关电源一般由脉冲宽度调制(pulse width modulation， PWM)控制IC和MOSFET构成，具有效率高、体积小、质量轻以及功耗小等特点，尤其是电源效率一般都超过了80，比传统的线性电源提高近一倍[1-3]。
随着自动化产业的发展，开关电源技术也得到了不断地提高，应用领域也逐渐扩大[4]。
不仅包括仪器仪表、测控系统以及计算机内部各供电系统，也适应各种消费类电子产品。
开关电源逐步取代了传统的线性电源成为主流的电源产品，并且不断地向集成化、智能化、模块化发展[5]。
在一个直流供电系统中，并不局限于单一的“充电”或者“放电”模式，往往需要能量的双向流动。
如电动汽车中的燃料电池，给汽车运动系统提供电能的同时从压缩机处吸收能量，只有吸收的能量大于等于提供的能量汽车才能正常运行[6-7]；太阳能电池阵也是如此，航天器外围的太阳能板是一个双向DC-DC变换器，即可以为航天器时刻提供工作电压，也需要不断吸收太阳能[8]；不停电(UPS)系统中的放电单元和充电单元也可以理解为双向boost-buck电源[9]。
【开题报告】基于TL494小功率开关电源设计
开题报告电子信息工程基于TL494小功率开关电源设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义（1）国内外研究动态随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，然而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代后计算机的电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比，PWM开关电源更为效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
基于TL494的开关稳压电源设计
基于TL494的开关稳压电源设计张双冀苗苗李怡潜李竹（山西师范大学物理与信息工程学院，山西临汾041004）[摘要]在分析传统BUCK 电路特点的基础上,提出了一种基于TL494的开关稳压电源设计方案。
为了缓解开关电源效率与纹波二者之间的矛盾,该设计方案采用了两个改善措施:开关管代替续流二极管;多个滤波电容并联代替单个滤波电容。
通过测试,当电源效率大于85%时,纹波系数可降低到1.6%。
另外本设计还具有过流保护功能和负载识别功能。
[关键词]开关电源;PWM 波;BUCK 电路;稳压中图分类号:TN86文献标识码:A文章编号:1008-6609(2019)01-0009-041引言对开关电源的研究是当今电源设计中最为活跃的课题之一，由于开关电源具有效率高、稳压范围宽、体积小、重量轻、输出精度高等优点，因此被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。
然而开关电源的效率和纹波存在矛盾，即在开关频率一定时，提高了电源效率，同时纹波也增大，使电源稳定性能降低，反之若降低纹波，又会导致电源效率下降。
为了缓解效率和纹波二者之间的矛盾，同时电源效率和纹波电压都控制在比较理想的范围内，本设计方案主要采用了两个改进措施：用开关管代替续流二极管和用多个滤波电容并联代替单个滤波电容。
本设计方案以16V 到5V 的直流电源降压转换为例进行说明。
2理论分析在DC-DC 非隔离式开关电源拓扑结构中，根据工作开关T 、电感L 、二极管D 、电容C 的连接方式不同，可以分为BUCK 拓扑结构、BOOST 拓扑结构、BUCK-BOOST 拓扑结构，其中BUCK 拓扑结构能完成输出电压低于输入电压的降压功能。
BUCK 拓扑结构电路原理图如图1所示。
PWM 波作用于开关管T 的控制极，使得输入电压值为U I 的直流电压源为后续电路间歇提供能量；电感L 起储能作用，是开关稳压电路的标志元器件；电容C 起滤波作用，将开关高频谐波滤除；续流二极管D 在开关管断开时，为负载R L 提供了通路；反馈采样电路中的采样电阻R 1和R 2，为主控电路提供负反馈信号，使其产生稳定占空比的PWM 波。
基于脉宽控制器TL494的升压开关电源设计
基于脉宽控制器TL494的升压开关电源设计【摘要】本设计是利用TL494芯片8脚和11脚输出脉冲信号送至由TIP32组成的半桥式变换器电路中控制电流的通断，由高频变压器升压得到升高的高频脉冲电压，经整流滤波产生直流电压输出。
取样电路从电源输出端获取输出端变化的电压信号送至芯片TL494的1脚，由该电压的大小来控制芯片输出的高频脉冲宽度，从而决定三极管TIP32C导通时间，达到自动控制输出功率实现28.7V 稳定的直流电压输出。
该电源电能转换效率高，输出电压稳定，有一定的实用价值。
【关键词】升压;稳压;TL494;高频变压器1.引言随着电子技术的发展，电子产品日新月异，其中电子产品的核心之一，电源越来越受到人们的关注，没有一个好的电源电路就谈不上是一个好的电子产品。
电源电路正朝着功耗小，输出电压稳定，体积小、重量轻，转化效率高，节能等方面发展，本文基于脉宽控制器TL494设计的升压开关电源具有上述优点，有一定的实用价值。
2.电路思路设计基于脉宽控制器TL494的升压开关电源设计框图如图1所示。
利用TL494芯片为核心设计的脉冲产生电路产生可调脉宽信号，将产生可调脉宽信号送入半桥式推免电路控制高频变压器产生高频脉冲电压，高频脉冲电压经整流滤波为负载提供直流电压，同时将输出电压幅度的变化反馈到可调脉宽信号发生电路中以达到按输出电压的变化调整输出脉冲信号的脉宽，实现将输入的12V-24V的直流电压升高到28.7V稳定的直流电压提供给负载。
图1 升压开关电源设计框图3.主要模块电路3.1 脉冲信号产生电路脉冲产生电路如图2所示，电路由TL494芯片及其外围电阻，电容共同构成。
TL494芯片的CT（5脚）和RT（6脚）外部的一个电阻和一个电容决定振荡频率大小，其振荡频率：，式中，f单位为KHz，R的单位为kΩ，C的单位为μF，其最高振荡频率为300KHz，能驱动双极型开关管或MOSFET管[1]。
由外接的电容和电阻的数值可以算出其固定振荡频率为73.3KHZ。
基于TL494的开关电源设计(2012.11.13)1
关键词：直流磁偏 自激振荡 TL494
安徽财贸职业学院毕业设计
目录 第 1 章 开关电源基础技术..................................................................................1 1.1 开关电源概述........................................................................................1 1.1.1 开关电源的工作原理................................................................1 1.1.2 开关电源的组成........................................................................2 1.1.3 开关电源的特点........................................................................3 1.2 关电源典型结构....................................................................................3 1.2.1 串联开关电源结构....................................................................3 1.2.2 并联开关电源结构....................................................................4 第 2 章 开关电源主控元件..................................................................................6 2.1 功率晶体管（GTR）..............................................................................6 2.1.1 功率晶体管的结构....................................................................6 2.1.2 功率晶体管的工作原理............................................................7 2.1.3 功率晶体管的特性与参数........................................................7 2.2 电力场效应晶体管（MOSFET）............................................................8 2.2.1 电力场效应晶体管特点............................................................8 2.2.2 MOSFET 的结构和工作原理..................................................源基础技术
基于TL494的推挽式开关电源设计
基于TL494的推挽式开关电源设计欧少敏【摘要】针对当前绿色能源单独供电不稳定,而逆变并网技术要求高的情况下,采用直流辅助供电方法,设计了以电压型控制芯片TL494为电源管理芯片、DC/DC推挽变换器为主电路拓扑结构的脉宽可调制的开关电源,并给出了系统的电路设计方法以及主要功能模块电路的参数计算,同时对该电源进行了性能测试,搭建了直流辅助供电的硬件实验平台,并进行了可行性验证.实验数据和结果表明设计的可行性.%In view of the current green power supply instability alone and the demand of invert grid-connected technology is high, this paper adapts the dc auxiliary power supply method.Designed with the voltage type control chip TL494 as the core, DC/DC push-pull converter as main circuit topology of pulse width modulation switching power supply, the circuit design method of the system and the main function modules of the circuit parameters are calculated.At the same time, the performance of the power supply is tested, and the hardware experiment platform isbuilt.Experimental data and results show the feasibility of the design.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)002【总页数】3页(P78-79,86)【关键词】TL494;DC/DC变换器;开关电源;辅助供电【作者】欧少敏【作者单位】桂林电子科技大学信息科技学院电子工程系,广西桂林 541004【正文语种】中文随着太阳能、风能等自然绿色能源被开发，电源的设计必不可少[1,2]。
基于TL494的通用音频开关功率放大器设计(重要)
基于T L494的通用音频开关功率放大器设计金永镐,崔春淑,金山海(延边大学工学院,吉林省延吉市133002)摘 要:提出了一种基于T L494的音频开关功率放大器设计方法,这种放大器采用通用的P WM (脉宽调制)发生器芯片T L494,后级功率驱动采用独特的MOSFET 互补方式,输出部分用2个电容器采用半桥式接法,可工作在24V ～60V 电压范围,具有电路简单、工作稳定、性能价格比高等特点,广泛用在频响要求低于10kHz 的工业用报警器产品中,提高了产品的竞争力。
关键词:开关功率放大器;T L494;互补驱动;高性能价格比中图分类号:T N722收稿日期:2007208224;修回日期:2008201211。
0 引 言随着高速功率MOSFET 生产技术的迅速发展,MOSFET 的工作频率越来越高,驱动方式越来越安全,而且价格也越来越低。
因此,近年来市场上大量出现了应用于各种家用电器和工业用报警器的开关功率放大器。
与线性功率放大器相比,虽然开关功率放大器的电路稍微复杂,但它的效率很高,可以减小散热片的大小,甚至可以不使用散热片,因此可大幅地减小产品的体积[122]。
在常见的开关功率放大器中,MP7720可在最大工作电压24V 的情况下可输出20W 功率,T DA7481可在最大工作电压±18V 情况下输出18W 功率,而ST A510可在最大工作电压60V 的情况下输出100W 功率。
这些集成芯片一般在输出部分采用2个或4个N 沟道MOSFET 驱动,因此其内部电路较复杂,而且其价格也很高。
所以应用于专业音响设备时虽不存在任何问题,但是应用于一般的工业用报警器时却或多或少存在一些问题。
本文采用通用集成芯片T L494把模拟信号转换成P WM (脉宽调制)信号,并在输出部分采用N 沟道MOSFET 和P 沟道MOSFET 构成开关功率放大器。
T L494广泛应用于半桥式开关电源,它具有工作频率和工作电压高、控制方式多、价格低廉等优点[324]。
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毕业设计报告书设计题目：基于TL494的开关电源制作系部：电子信息系专业：新能源应用技术班级：能源1001姓名：学号：G成绩：基于TL494的12V开关电源制作摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
近年来 ,随着功率电子器件(如GTR、MOSFET)、PWM技术以及电源理论发展 ,新一代的电源开始逐步取代传统的电源电路。
该电路具有体积小，控制方便灵活，输出特性好、纹波小、负载调整率高等特点。
开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文是基于TL494的12V开关电源设计，利用MOSFET管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。
关键词：直流磁偏自激振荡TL494目录第1章开关电源基础技术 (1)1.1 开关电源概述 (1)1.1.1 开关电源的工作原理 (1)1.1.2 开关电源的组成 (2)1.1.3 开关电源的特点 (3)1.2 关电源典型结构 (3)1.2.1 串联开关电源结构 (3)1.2.2 并联开关电源结构 (4)第2章开关电源主控元件 (6)2.1 功率晶体管（GTR） (6)2.1.1 功率晶体管的结构 (6)2.1.2 功率晶体管的工作原理 (7)2.1.3 功率晶体管的特性与参数 (7)2.2 电力场效应晶体管（MOSFET） (8)2.2.1 电力场效应晶体管特点 (8)2.2.2 MOSFET的结构和工作原理 (8)第3章开关电源中的TL494 (10)3.1 TL494的内部功能 (10)3.2 TL494的特点 (10)3.3 TL494的工作原理 (11)3.4 TL494内部电路 (12)第4章开关电源的原理图设计 (14)4.1 交流滤波设计 (14)4.2 整流桥电路设计 (14)4.3 半桥逆变和全波整流设计 (16)4.4 变压器电路设计 (16)4.5 主控电路设计 (17)4.6 滤波电路设计 (18)第5章组装与调试 (19)5.1 开关电源的组装 (19)5.2 开关电源的调试 (19)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第1章 开关电源基础技术1.1 开关电源概述1.1.1 开关电源的工作原理开关电源的工作原理图如图1-1所示；图中输入的直流不稳定电压U i 经开关S 加至输出端，S 为受控开关，是一个受开关脉冲控制的开关调整管。
使开关S 按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压U i 变成矩形脉冲电压。
这个脉冲电压经滤波电路进行平滑滤波就可得到稳定的直流输出电压U 0。
U i SU i 0T ON U 0t 0t 0(b)V (a)U 0图1-1 开关电源的工作原理 (a)为原理性电路图，(b)为波形图为方便分析开关电路，定义脉冲占空比如下：TT D ON = (1-1) 式中T 表示开关S 的开关重复周期；T ON 表示开关S 在一个开关周期中的导通时间。
开关电源直流输出电压U 0与输入电压U i 之间有如下关系：D U U i O = (1-2)由(1-2)式可以看出，若开关周期T 一定，改变开关S 的导通时间T ON ，即可改变脉冲占空比D ，达到调节输出电压的目的。
T 不变，只改变T ON 来实现占空比调节的方式叫做脉冲宽度调制(PWM)。
由于PWM 式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，所以PWM 式开关电源用得较多。
若保持T ON 不变，利用改变开关频率f=1/T实现脉冲占空比调节，从而实现输出直流电压U 0稳压的方法，称做脉冲频率调制(PFM)方式开关电源。
由于开关频率不固定，所以输出滤波电路的设计不易实现最优化。
既改变T，又改变T，实现脉冲占空比的调节的稳压方式称做脉冲调频调宽方式。
在各种开ON关电源中，以上三种脉冲占空比调节方式均有应用。
1.1.2 开关电源的组成开关电源由以下四个基本环节组成，见图1-2所示。
其中DC/DC变换器用以进行功率变换，是开关电源的核心部分；驱动器是开关信号的放大部分，对来自信号源的开关信号放大，整形，以适应开关管的驱动要求；信号源产生控制信号，由它激或自激电路产生，可以是PWM信号，也可以是PFM信号或其它信号；比较放大器对给定信号和输出反馈信号进行比较运算，控制开关信号的幅值，频率，波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，达到稳定输出电压值的目的。
除此之外，开关电源还有辅助电路，包括启动电路、过流过压保护、输入滤波、输出采样、功能指示等。
DC/DC变换器有多种电路形式，其中控制波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振变换器应用较为普遍。
开关电源与线性电源相比，输入的瞬态变换比较多地表现在输出端，在提高开关频率的同时，由于反馈放大器的频率特性得到改善，开关电源的瞬态响应指标也能得到改善。
负载变换瞬态响应主要由输出端LC滤波器的特性决定。
所以可以通过提高开关频率、降低输出滤波器LC的方法改善瞬态响应态。
图1-2 电源基本组成框图1.1.3 开关电源的特点1.效率高：开关电源的功率开关调整管工作在开关状态，所以调整管的功耗小，效率高，一般在80%—90%，高的可达90%以上。
2.重量轻：由于开关电源省掉了笨重的电源变压器，节省了大量的漆包线和硅钢片，电源的重量只有同容量线性电源的1/5，体积也大大缩小。
3.稳压范围宽：开关电源的交流输入电压在90—270V范围变化时，输出电压的变化在±2%以下。
合理设计电路，还可使稳压范围更宽，并保证开关电源的高效率。
4.可靠安全：在开关电源中，由于可以方便的设置各种形式的保护电路，所以当电源负载出现故障时，能自动切断电源，保护功能可靠。
5.功耗小：由于功率开关管工作在开关状态，损耗小，不需要采用大面积散热器，电源温升低，周围元件不致因长期工作在高温环境而损坏，所以采用开关电源可以提高整机的可靠性和稳定性。
1.2 关电源典型结构1.2.1 串联开关电源结构串联开关电源工作原理的方框图如图1-3所示；功率开关晶体管VT串联在输入与输出之间。
正常工作时，功率开关晶体管VT在开关驱动控制脉冲的作用下周期性地在导通、截止之间交替转换，使输入与输出之间周期性的闭合与断开。
输入不稳定的直流电压通过功率开关晶体管VT后输出为周期性脉冲电压，再经滤波后，就可得到平滑直流输出电压U0。
U和功率开关晶体管VT的脉冲占空比D有关，见式(1－2)。
图1-3 串联开关电源原理图输入交流电压或负载电流的变化，会引起输出直流电压的变化，通过输出取样电路将取样电压与基准电压相比较，误差电压通过误差放大器放大，控制脉冲调宽电路的脉冲占空比D ，达到稳定直流输出电压U 0的目的。
1.2.2 并联开关电源结构并联开关电源工作原理方框图如图1-4所示，功率开关晶体管VT 与输入电压、输出负载并联，输出电压为：DU U i -=110 (1-3) 图1-4为一种输出升压型开关电源，电路中有一个储能电感，适当利用这个储能电感，可将并联开关电源转变为广泛使用的变压器耦合并联开关电源。
图1-4 并联开关电源原理图变压器耦合并联开关电源工作框图如图1-5所示；功率开关晶体管VT与开关变压器初级线圈相串联接在电源供电输入端，功率开关晶体管VT在开关脉冲信号的控制下，周期性地导通与截止，集电极输出的脉冲电压通过变压器耦合在次级得到脉冲电压，这个脉冲电压经整流滤波后得到直流输出电压U。
同样经过取样电路将取样电压与基准电进行比较被误差放大器放大，由误差放大器输出至功率开关晶体管VT，通过控制压UE功率开关晶体管VT的导通、截止达到控制脉冲占空比的目的，从而稳定直流输出电压。
由于采用变压器耦合，所以变压器的初、次级侧可以相互隔离，从而使初级侧电路地与次级侧电路地分开，做到次级侧电路地不带电，使用安全。
同时由于变压器耦合，可以使用多组次级线圈，在次级得到多组直流输出电压。
图1-5 变压器耦合并联开关电源原理图第2章开关电源主控元件2.1 功率晶体管（GTR）2.1.1 功率晶体管的结构达林顿NPN功率晶体管就是将几只单个晶体管在元件内部做成射极跟随器，晶体管模块是指将几级达林顿晶体管集成在一起，对外构成一定电路形式的一个组合单元，目前功率晶体管模块的电流/电压已达1000V/1200V。
功率晶体管内部结构和图形符号如图2-1所示，功率晶体管模块如图2-2所示：图2-1 功率晶体管内部结构和图形符号图2-2功率晶体管模块（a）单管模块电路；（b）双管模块电路2.1.2 功率晶体管的工作原理功率晶体管和小信号晶体管一样都有电压和电流放大的重要功能，基本原理类似，都是电流控制双极型器件。
对于共射极电路，基极注入一定的基极电流I B，器件进入“开通”的饱和状态，集电极电流I C产生，集电极和发射极之间的压降U CES就很低；基极电流I B消失或者注入一定的反向电流，器件立刻进入“关断”的截止状态，集电极电流I C为零，集电极和发射极之间能承受较高的电压U CEO。
功率晶体管的电流放大倍数β是在一定条件下测定的，使用条件不同，电流放大倍数β就不同。
一般来说，集电极电流I C越小，电流放大倍数β就大；集电极电流I C越大，电流放大倍数β就小。
对于单只功率晶体管而言，晶体管集电极I C达到元件额定电流一半以上时，电流放大倍数β明显下降，一般会下降到β=8~10。
因此功率晶体管在一定要求的基极脉冲电流I B的作用下，就能够在开通过程、导通状态、关断过程、截止状态四种不同阶段中转换，完成功率晶体管开关的动作。
2.1.3 功率晶体管的特性与参数1.功率晶体管输出I C-U CE。
功率晶体管共射极电路输出特性I C-U CE如图2-3所示，有截止区、线性区、准饱和区、深饱和区组成，分别对应不同的基极驱动电流I B。
图2-3功率晶体管共射极电路输出特性饱和压降U CES是在一定的基极驱动电流I B，功率晶体管处于饱和状态下，集电极和发射极之间的电压。
饱和度越深，饱和压降U CES越小，导通损耗越小，但是导致关断过程中退出饱和的时间延长。
一般来说，应用于开关状态的功率晶体管在导通在导通状态集电极电流I C大，饱和压降U CES小，截止状态集电极电流就是漏电流，I CEO小，集电极和发射极之间的电压U CE高，截止损耗P OFF=I CEO U CE小，加上开通过程和关断过程的开关损耗小，因此开关状态的功率晶体管总损耗比应用在线性区功率晶体管损耗P=I C U CE小。