开关式稳压电源的工作原理
开关型稳压电源的工作原理
开关型稳压电源的工作原理开关型稳压电源是一种通过开关元件进行高效能稳压的电源设备。
它采用开关元件（ 通常为晶体管或MOSFET）以高频率开关的方式来调整输出电压，从而实现稳压。
以下是开关型稳压电源的主要工作原理：1.整流：首先，交流电源输入会经过整流电路，将交流电转换为直流电。
这通常使用整流桥等元件实现。
2.滤波：直流电经过整流后可能会包含一些脉动成分，为了去除这些脉动，通常使用滤波电容进行滤波处理，使输出电压更趋于稳定。
3.开关调节：开关型稳压电源的核心是开关调节部分。
这部分包括一个开关元件（通常为晶体管或MOSFET）、一个能够调整开关频率的控制电路和一个输出变压器。
4.开关频率调节：控制电路会根据输出电压的变化情况，调整开关频率。
通过高频率的开关操作，可以更精细地控制输出电压，实现稳压。
5.变压器工作：输出变压器是一个重要的组成部分，通过开关调节，可以改变变压器的工作状态，从而调整输出电压。
通过变压器的变压比例，可以实现输出电压的调节。
6.反馈控制：稳压电源通常采用反馈控制，通过比较输出电压与设定的目标电压，产生一个误差信号。
这个误差信号用于调整开关频率，使输出电压保持稳定。
7.过载和过压保护：开关型稳压电源通常配备有过载和过压保护机制，以防止电源或负载发生故障时损坏设备。
这些保护机制可以通过监测电流和电压进行触发。
8.输出滤波：最后，输出电压还可能通过输出滤波电路进行进一步的滤波，以确保输出信号的纯净性。
开关型稳压电源以其高效能和小体积的特点在电子设备、通信设备、计算机等领域得到广泛应用。
由于采用开关调节的方式，开关型稳压电源相比线性稳压电源能够更有效地调整电压，减少功耗和体积。
开关稳压电源电路原理
开关稳压电源电路原理
开关稳压电源是一种常用的电源供电方式，它通过开关管的开关动作来调节输出电压，从而实现对负载电压的稳定控制。
本文将从原理、工作过程和应用领域三个方面介绍开关稳压电源的相关知识。
一、原理
开关稳压电源的核心组成部分是开关稳压电源芯片和开关管。
芯片是控制开关管开关动作的重要元件，它通过反馈电路感知输出电压，并将感知到的电压信号与设定值进行比较，从而控制开关管的导通与截止。
开关管则负责将输入电源与输出负载连接或断开，实现对输出电压的调节与控制。
二、工作过程
开关稳压电源的工作过程可以分为两个阶段：导通状态和截止状态。
当芯片感知到输出电压低于设定值时，它会控制开关管导通，使得输入电源与输出负载连接，从而提供稳定的输出电压。
当输出电压达到设定值时，芯片会控制开关管截止，切断输入电源与输出负载的连接，以维持输出电压的稳定性。
三、应用领域
开关稳压电源由于其输出电压稳定、效率高和体积小等特点，被广泛应用于各个领域。
在家用电器领域，开关稳压电源常用于电视、音响、电脑等设备的电源供应；在工业控制领域，开关稳压电源常用于PLC、变频器、伺服系统等设备的电源供应；在通信领域，开
关稳压电源常用于无线基站、通信设备等的电源供应。
此外，开关稳压电源还广泛应用于医疗设备、航空航天、军事装备等领域。
总结：
开关稳压电源通过芯片和开关管的协同工作，实现对输出电压的稳定控制。
其工作过程简单明了，应用领域广泛。
在今后的发展中，随着电子技术的不断进步，开关稳压电源将更加高效、稳定和可靠，为各个领域的电子设备提供更好的电源供应。
开关稳压电源的原理及故障定位
图 １串联 型 开 关 电 源基 本 框 图
图２ 并联 型开关电源基本框 图 可见 开关稳压 电源主要 由输入整流电路 、开关变 压器 、开关调整 管、 脉宽调制及各种保护电路等组成。若开关 管既是 开关作用 ， 又是开 关脉冲间歇振荡 的主要元件则该电源为 自激式 ；如果开关管不参与激 励脉冲的振荡过程 ， 激励脉冲由独立的振荡 电路产生 ， 么它属 于它激 那 式开关电源。不管何种开关电源 ，其开关管必须工作 在截止 和饱和状 态， 所以必须在开关管基极加开关激励脉冲 。 开关电源 的稳压原理大量 采用 脉冲调宽式的稳压方式， 即通过 自动改变开关功率管的关 闭和导 通时 间的比例，或通过改变振荡器输出脉冲的 占空 比来达到稳压 的 目 的。 稳压部分的电路 由取样 、 比较 、 控制三个部分组 成。 若开关电源的激 励脉 冲因故无法获取， 电源将停止工作 ， 保护电路就是通过强迫振荡 电 路停 止工作而设计的。因此开关 电源一般可分为振荡电路 、 稳压电路 、 保 护 电路 三 大 模 块 。 ２开 关 稳 压 电 源 的几 种 保 护 电 路 ． ２１ ．极性保护 直流开关稳压器的输 入一般都是未稳压直流 电源 。由于操作失误 或者意外情况会将其极性接错 ， 将损坏开关稳压 电源 。极性保护的 目 的 ，就是使开关稳压器仅当以正确的极性接上未稳压直流 电源时才能 工作。 利用单向导通 的器件可 以 现电源 的极性保护。 实 由于二极管 Ｄ要 流过开关稳压器 的输入总电流 ，因此这种 电路应用在小功率 的开关稳 压器上比较合适 。 在较大功率的场合 ， 则把极性保护 电路作为程序保护 中的一个 环节，可 以省去极性保护所需的大功率二极 管，功耗也将减
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开 关稳 压 电源 硇原 理 及 故瞪 定 位
稳压电源工作原理
稳压电源工作原理稳压电源是一种能够提供稳定电压输出的电子设备，它在电子设备中起着至关重要的作用。
在许多电子设备中，如计算机、手机、电视等，稳压电源都是必不可少的部分。
稳压电源的工作原理是通过一系列电子元件和电路来确保输出电压稳定在设定的数值范围内，以满足电子设备对稳定电压的需求。
稳压电源的工作原理可以分为线性稳压和开关稳压两种类型。
线性稳压电源是通过调节电源输入端和输出端之间的电压差来实现稳压的。
其基本原理是利用稳压器件（如晶体管、二极管等）来消耗多余的电压，从而使输出电压保持在稳定的水平。
当输入电压发生波动时，稳压器件会自动调整以保持输出电压不变。
线性稳压电源的优点是输出电压稳定性高，但效率较低，适用于对输出电流要求不高的场合。
开关稳压电源则是通过开关管来控制输入电压的占空比，从而实现稳压。
其基本原理是将输入电压转换成高频脉冲信号，经过滤波和调节后形成稳定的输出电压。
开关稳压电源的优点是效率高，适用于对输出电流要求较高的场合。
但其缺点是输出电压稳定性不如线性稳压电源。
无论是线性稳压还是开关稳压，稳压电源的核心部分都是稳压器件和控制电路。
稳压器件是用来消耗多余电压或者控制输入电压的占空比，以保持输出电压稳定。
控制电路则是用来监测输出电压，并根据需要调节稳压器件的工作状态，以使输出电压保持在设定的范围内。
这些稳压器件和控制电路通常由集成电路来实现，以确保稳压电源的稳定性和可靠性。
除了稳压器件和控制电路，稳压电源还包括输入滤波电路、输出滤波电路和保护电路等部分。
输入滤波电路用来滤除输入电压中的杂波和干扰，以保证稳压器件和控制电路的正常工作。
输出滤波电路则用来滤除输出电压中的纹波和杂波，以确保输出电压的稳定性和纯净度。
保护电路则用来保护稳压电源和被供电设备不受过压、过流、短路等异常情况的影响，以确保稳压电源的安全可靠。
总的来说，稳压电源的工作原理是通过稳压器件和控制电路来确保输出电压稳定在设定的范围内，以满足电子设备对稳定电压的需求。
开关电源实训报告
7.5.2 三端单片开关 集成稳压器及其应用 一、TOP Switch－Ⅱ简介： － 简介： （TOP221∼TOP227） ∼ ）
三端器件 DIP－8或SMT－8封装 － 或 － 封装
二、TOP Switch－Ⅱ工作原理： － 工作原理：
详见P.215∼216 ∼ 详见
的应用电路： 三、TOP Switch的应用电路： 的应用电路
4.2000年11月 年 月
四代
TOPSwitch–GX
型号： 型号：TOP242∼249 ∼ 封装： 封装： TO–220–7C 有6个引脚 个引脚 即X L C S F D X（设定极限电流端） （设定极限电流端） 相当于TOPSwitch–FX的M端分为 L（线路检测端） 相当于 的 端分为 （线路检测端） 系列： ※Tiny Switch系列： 系列 将控制IC和 功率管集成于一体， 将控制 和MOSFET功率管集成于一体，依负载自 功率管集成于一体 动调整开关频率，提高效率， 个引脚。 动调整开关频率，提高效率， 4个引脚。 个引脚 D－功率管漏极 － BP－旁路（外接滤波电容） －旁路（外接滤波电容） S－源极 － EN－使能控制端（高电平时 导通……） －使能控制端（高电平时MOSFET导通 导通 ） 型号： 型号：TNY253∼255 ∼ ※ Tiny Switch–Ⅱ系列： Ⅱ系列： TNY264P/G TNY266P/G∼ TNY268P/G ∼ 实际引出端有7个 实际引出端有 个
2.1994年二代 年二代
TOPSwitchⅡ Ⅱ
型号： 型号： TOP221∼227 ∼ 开关频率： 开关频率：100KHz 工作电压： 工作电压：85V∼265V ∼ 封装： 封装： TO–220 DIP8 SMD–8 （TOP221Y ∼227Y） ） （TOP221P ∼224P） ） (TOP221G ∼227G） ）
自激式开关稳压电源工作原理
自激式开关稳压电源工作原理作原理：下图是一个自激式开关稳压电源电路，由开关功率管VT2、脉宽调制管VT3、误差放大管VT4、过流保护可控硅开关VTl和脉冲变压器Tl等组成。
其中开关功率管兼做间歇振荡管。
VT2、Tl、R2～R5等构成变形间歇振荡器。
接通电源后，整流器输出的直流高压经过R2～R5降压后给VT2基极提供一个适当的正偏压，使其导通。
其集电极电流Ic2通过初级线圈N1，在其两端产生上正、下负的感应电压，并通过T1耦合到次级反馈线圈N5。
N5两端感应电压的极性刚好使VT2的基极为正，致使Ic2增大。
可见，这是正反馈的过程，VT2便迅速进入饱和导通状态。
此时，基极便失去控制作用，间歇振荡器相对进入稳定阶段。
电容器C5两端的充电电压为左正、右负，与N5反馈电压的极性相反。
所以，基极电源Ib2逐渐减小，VT2从饱和区退回到放大区，J＆减小，使Nl感应电动势改变方向，N5上电势也改变方向，Ib2急剧下降，Ic2也急剧下降。
由于正反馈的作用，VT2迅速转为截止状态。
这时变压器中的磁能不能立即消失，在集电极回路中感应出较高的电压，与电源电压叠加，使VT2集一射极之间的电压超过输人电压。
当VT2截止时，变压器初级线圈上的电压反向，并且感应以次级。
当次级电压升高到一定程度时，输出整流管VD2、VD3、VD4便导通，输出端有输出电压。
当VT2再次导通时，N1上的电流将线性增加，耦合到次级电压使输出整流二极管反偏而截止。
此时输出电压由LC滤波电路储存的能量提供。
假如由某种原因造成输出电压下降时，经过稳压二极管VD5加到VT4发射极上的电压也下降，通过R15、Rl7、R16分压加在VT4基极上的电压也降低。
很明显，发射极电压减小量比基极大，故VT4集电极电流减小，在R11两端的电压降也减小，VT3的基极电压下降，集电极电流如减小，R2、R3、R4、R5上压降减小，开关管VT2基极电位升高，开关管导通时间加长，使输出电压上升，从而保持输出电压的稳定。
开关稳压电源原理
一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。
因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。
直流平均电压Ｕ。
可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um —矩形脉冲最大电压值；T —矩形脉冲周期；T1 —矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。
这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电原基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。
电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。
所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。
当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。
唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。
开关稳压电源原理及特点
随着 半导体集 成技术 的快 速发展 ， 电子产 品正朝着 微小型化 的方 向迅速 推 进。 连续导 电式稳压 电源 ， 也称 线性稳 压 电源 ， 有简单 ， 纹 波小 ， 干扰 小等 优点 ， 然而 这种 电源体 积大 ， 效率 低 ， 散热难 ， 无 法适 应新 的要求 ， 这就 必然 要改革 和 创新。 开关稳压电源是一种新颖的稳压电源。 微小型化的最大困难是变压器的 体积 和散 热的 困难 它 比连 续导 电式稳压 电源 效率 高 ， 稳 压范 围宽 ， 体积 小 ， 重 量轻 。 正是 由于这一 系列 的优 点 ， 使得 开 关稳压 电源获得越来 越广 泛的应用 ， 尤 其在航天 航空技术中， 在计算机中， 正在逐步取代连续导电式稳压电源。 近年 来， 已有 标 准系列 产 品出现 ， 开 关稳压 电源正在 应用 到工 业 、 民用 各个 领域 。 在介绍 开 关稳压 电源 时 ， 先 介绍一 下开 关 。 开 关分 两类 ： 简单 的有 机械 触 点， 闭合 时 ， 机械 触点接 触 ， 电 阻接 近于 零 ， 断开 时 ， 机 械触 点断开 ， 呈 现很 大 电 阻。 这种机 械开 关包 括钮子 开关 、 按键开 关、 离 合器 、 继 电器 等 ・ 还 有一类是 电子 开关， 没有 机械触 点的离合 动作 ， 其主要 元件有 晶体管 、 电子 管、 可 控硅等 。 它们 在一 定条件 下呈导通 状态 ， 电阻很 小 ， 在 另一些条 件下 ， 呈断开 状态 ， 电 阻很 大 。 比如 晶体三极 管 ， 在 其基 极和 发射极 间 ， 加上一 定 的正 向偏 置 ， 在 它 的集 电极 、 发射极间 ， 呈饱 和导通状 态 ， 等 效 电阻 很小 ； 在其基极 、 发射 极间 ， 加零偏 或反 向 偏置 时 ， 在它 的集电极 、 发射极 间 ， 呈 截止状 态 ， 等 效 电阻很 大 。 可控硅元 件亦如 此： 阳极 、 阴极 间加正 向 电压 ， 控 制极 加正 向触发 ， 使 阳极 、 阴极 间呈导 通状 态 ， 两 个条件 缺一不可 ， 否则 不能触发 导通 。 调整元件 工作在开 关状态 的稳压 电源 ， 称为开关稳压电源 它是通过改变调整元件的导通时间和截止时间的相对长 短， 来改变 输 出 电压 的大小 ， 达到 稳压 的 目的 。 开关稳压电源与连续导电稳压电源比较， 为什么会具有效率高等一系列优 点呢？ 以串联 式连续导 电稳压 电源 为例来分 析连续导 电式稳 压电源效 率低的 原 因 串联式连续导电稳压电源不论调压还是稳压 ， 都是通过改变调整管上的压 降来实现的。 当输入电压最低、 输出电压最高时， 这时调整管上的压降至少还要 有撒 ， 当输入 电压 中有 较大 的纹波 时 ， 要 以波形 的最低 点算 ， 只有这 样 才能保 证调 整元件 工作 在线性放 大状 态 ， 保证调 压和 稳压 系统正 常工作 。 这 时若输 入 电压 升高或 输 出电压减 少时 ， 要保 证调压 和稳压 ， 无疑就 要加大 调整 元件上 的 电压 降 。 此 时负载上 的 电流又全 部通过 调整 元件 ， 这就必 然加 大调 整元件上 的 功耗 。 实质上 连续导 电式稳压 电源输 出电压的 稳定是靠将 输入功率 在负载和 调 整元 件上 的分 配来实 现 的。 效 率常在４ Ｏ ％到６ ０ ％ 之间 。 而开 关稳压 电源是靠 改 变调整 元件 的导通 时间和截止 时间的相对 长短来 改变输 出电压的大小 。 导 通时 元件 工作在 饱 和导通状 态 ， 管压 降很小 ， 调 整管 的功耗 为管压 降与 流过 电流的 乘积， 因此此时的功耗很小阚 整元件截止时， 电流很小， 此时的功耗也很小， 调
开关式稳压电路
第七章 *输出电压Uo的确定 输出电压为：
Uo（1R7） 5.（ 1 V） R8
分析时，注意的是R8上端接的是11脚，然后看原理 图，分析这是的压降。
第七章
7.5.3并联开关电源
一.基本构成
并联开关电源换能电路如图7.21， 储能电感，负载和输入电压是并联 的VT。饱和导通时，UI给电感L储能，同 时L自感电动势使VD截止。VT截止时， L自感使自感电动势极性立即改变， VD导通，L通过VD释放能量向C2充 电，并同时向负载供电。当VT再次饱 和导通时，L储能，VD反向截止，电 容C2向负载供电，负载上获得连续能 量。既VT导通期间，L储能，电容C2 向负载供电；VT截止时，L释放能量 对C2充电，同时向负载供电；L，C2 同时具备滤波作用，使得输出波形平 滑。
LC(C0 C) CC0 C
fp
C C1C2 C1 C2
由于
C C0C
f0 21LCfs
第六章
2.串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于 fS 时， 晶体阻抗最小，且为纯电 阻，此时正反馈最强，相 移为零，电路满足自激振 荡条件。
振荡频率 f0 fs
图 6.1.30 串联型石英晶 体振荡电路
4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在 测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。
第六章 一、 电压比较器的传输特性
1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系
u f(u)
O
I
2.阈值电压： UT
当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所 对应的输入电压。
3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。
开关式稳压电源的工作原理
随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。
传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40%－50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。
为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85%以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。
一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。
因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。
直流平均电压Ｕ。
可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um—矩形脉冲最大电压值；T—矩形脉冲周期；T1—矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。
这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电原基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。