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维普资讯 开关电源电路设计 (上) 南京无线 电七厂 高级工程师 马秀兰 内 容 提 要 开关 电源是当夸直流稳压 电源发展的方 向，得到越来越广泛的应用。本文溉述 了开关 电源的分类及其 电路设计 ，分析了开关 电源的损耗及效率 ，介绍了几种典型 的开关 电源 电路，给 出了开关 电源的设计原则及可靠性分析。 一 、 概 述 开关 电源通常是指相对于线性 电源的线性调整元件而言，其调整元件是工作在开关状态。 开关 电源与线性 电源相 比，具有如下显著优 点； 1．效率离。线性 电源的效率仅有30～50％，而开关 电源的效率则达 70~90％ ，甚 至 更 高，理论上是无耗的。因此，线性 电源常称为 “有耗 电源 ，开关 电源则称为 无耗 电源 。 2．体积小 。线性 电源单位体积的功率最好 的仅能达~]130W ／dm。，而开关电源则平均可达 60~10OW ／drn。，军罔高性能的开关电源可达200~25OW ／dni。。 5．重量轻 。线性 电源为20~24W ／kg，而开关电源则为 O～10OW ／k 由于开关电源具有的上述显著优点，使它 的应用越来越广泛，不仅在 电子计算机、数字 电路设备领域的应用显示了它独特的优点，面且在通讯机、广播机、电视机等线性 电路设备 领域也得到广泛应用。特别是随着半导体技术的发展，高反压快速开关晶体管的出现，使无 工频变压器开关电源迅速实用化，而半导体集成技术的高度发展又为开关 电源控制电路的集 成化奠定了基础，因此 ，适 应各类开关 电源控制要求的集成开关稳压器迅速发展 ，功能不断 完善，集成度不断提高 ，外接元件越来越少，使得开关 电源的制做和调整 日益简化，开关电 源的成本 日渐降低，因此，开关电源一跃而成为当代直流稳压电源的主流 ，受到工业各部门 的关注。它不仅在IOOW 以上的大功率稳压 电源方而比线 眭电源 占有明显的优势，而 巨在20W 以下的小功率稳压电源方面也具有竞争力。 开关 电源按其 电路类型 ，可分为 串联控制式和并联控制式两类 按输 出电压与输入电压 的高低，可分为升压型和降压型砖类；按开关元件的激励方式，可分为 白激式和 他 激 式 两 类 。 自激式开关电源是从输出电压 中取出信号并与具有滞后特性的电压比较放大器的参考 电 压相 比较，当输出电压低于规定值 电压时，开关元件导通 ，输 出电压即上升}如果输 出电压 高于规定值 电压时，开关元件 即截止 ，输 出电压就下降，如此周而复始 ，以维持输 出电压稳 定 。 他激式开关电源按开美元件的导通时间和截止时阃的控制方式，可分为脉冲宽度调制式、 (率文 1989年 6月19日牧到) 8 维普资讯 频率调制式和脉宽一频率混合调制式三种。 开关 电源 的分类如表 l所示。 表 i于f蓑 漉药 ∞窭 电路 形 式 电落鳍稿 自 联睾 ～匦围 控 箍赢 { I琉 ● 串 嫩 袋 定差 它置此杖篾 墨 ‘ 开 联 式 毒 —1壑垂．一t曼i墅j’— 控削 羹 匿 避 垂圈一 关知式显他羧—vl脉棚L唐—控—削—器瓣}-n‘一—墨薅r 电 联 捏刹缴式蓁—】匿_—卜—唧健照鲎．fr卜～