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开关电源工作原理

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开关电源更为有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。开关电源伯特图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。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。与线性电源相比，PWM开关电源更为有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。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。

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开关电源的优势

开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关电源的高转换效率是其一大优点，而且因为开关电源工作频率高，可以使用小尺寸、轻重量的变压器，因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小，重量也会比较轻。

若电源体积及重量是考虑重点时，开关电源比线性电源要好。不过开关电源比较复杂，内部晶体管会频繁切换，若切换电流尚加以处理，可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备，而且若开关电源没有特别设计，其电源功率因数可能不高。

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开关电源工作小技巧

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.电路调试，OCP限流电阻多个并联的阻值要设计成一样。

理由：阻值越大的那颗电阻承受的功率越大。

.电路设计，散热片引脚的孔做成长方形椭圆形(经验值：2*1mm)。

理由：避免组装困难椭圆形的孔方便散热器有个移动的空间，这对组装和过炉是非常有利的。

.电路调试，异常测试时，输出电压或OVP设计要小于60Vac(Vpk)/42.4Vdc(Vrms)。

理由：安规要求这个新手比较容易忽略，所以申请认证的产品一定要做OVP测试，抓输出瞬间波形。

.电路设计，电解电容的防爆孔距离大于2mm，卧式弯脚留1.5mm。

理由：品质提升一般正规公司都有这个要求，防爆孔的问题日本比较重视，特殊情况除外。

.电路调试，输出有LC滤波的电路需要老化确认纹波，如果纹波异常请调整环路。

理由：验证产品稳定性这个很重要，我之前经常碰到这个问题，产线老化后测试纹波会变高，现象是环路震荡。

开关电源芯片的分类

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开关电源的控制芯片的品种也十分多，主要分为电流控制型与电压控制型两大类。电压控制型只对输出电压采样，作为反应信号停止闭环控制，采用PWM技术调理输出电压，从控制理论的角度看，这是一种单环控制系统。并且由于储能电感L只在开关K关断时才向负载输出电流，因此，在相同条件下，反转式串联开关电源输出的电流比串联式开关电源输出的电流小一倍。电流控制型是在电压控制型的根底上，增加一个电流负反应环节，使其成为双环控制系统，从而进步了电源的性能。

产品分类上看，大致可分为AD/DC，DC/DC两大类。多年来产品应用的技术开展，形成业界对DC/DC电源的认识构成了一定的误区，以为DC/DC难做，AC/DC易做。

虽然如此，AC/DC与DC/DC还是存在很大的差异，从产品设计，器件选择请求，牢靠性目的完成等方面来看：AC/DC远比DC/DC复杂，难做，这是多年从事AC/DC电源研发，消费的深切领会。