开关电源的定义与小功率通用开关电源的原理等详细资料讲解

　　该开关电源共选用3片主要的集成 电路——T0P249Y型 6端单片开关电源、线性光耦合器 PC817A及可调式精密并联稳压器 TL431。利用 TOP249Y型 6端单片开关电源的 PWM技术控制开关的 占空比来调整输 出电压的，以达到稳定输 出的 目的。

　　顾名思义 ，开关 电源的核心为 电力 电子 开关 电路 ，根据负载对 电源提出的输 出稳压或稳 流特性 的要 求 ，利用反馈 控制电路 ，采 用 占空 比控制方法，对开关电路进行控制 。

　　40多年来 ，开关 电源经历 了三个重要发展阶段 ：第一个 阶段是功 率半导体器件从 双极型器 件 （BPT、SCR、GT0）发展 为 MOS型器件 （功 率 MOS—FET、IGBT、IGCT等），使 电力 电子系统有 可能 实现高 频化 ，并 大幅度降低导通损耗 ，电路也更为简单 。第二个阶段 自20世纪 8O年代开始 ，高频化和软开关技 术的研究 开发 ，使 功率 变换器性 能更好 、重量 更轻 、尺寸更小。高频化和软开关技 术是过去 20年 国际电力 电子界 研究的热点之一。第三个阶段从 20世纪 9O年代 中期开始 ，集成 电力电子系统和集成电力电子模块 （IPEM）技术 开始发展 ，它是 当今 国际 电力 电子界亟待解决的新问题之一 。

　　开关电源的特点 ：一是效率 高。采用 占空 比控 制的开关 电源 ，在理想情况下 ，只进行能量 的变换而没有损耗 。实际上电路中开关器件存在通态压降 、断态漏电流 、开关损耗等非理想 因素 ，电感和电容元件也有等效串联 电阻和漏电流等非理想因素 ，所以存在损耗 。但电路 的总效 率仍能达到 85％ ～98％ ，远远高于靠动态电阻调节的线性 电源 ，通常 比相控电源的效率也要高些。二是体积小 、重量轻。开关 电源采用较高 的开关频率 ，一般高于 20kHz这一人耳 的听觉极限。 因此 电路 中的 电感 、电容等滤波元件 和变压器都大大减少 。而线 性电源和相控 电源通常都 需要采用很大的滤波元件和笨重庞大 的工频变压器 。所 以在同等功率 的条件下 ，开关电源 的体积 和重量 仅为线性 电源和 相控 电源 时的 1／10。另外 ，开关电源 的效率较高 ，需要的散热器也较小 ，这在很大程 度上减小 了体积和重量。同时 ，还节省了很多硅钢 片、铜 、铝等原材料。因为具有这些优点 ，开关 电源的应用越来越广泛 ，大有取代线性 电源和相控 电源 的趋势 。值得注意的是 ，开关 电源 的输出噪声 和纹波一般 比线性 电源大 ，所 以在需要非常低 的噪声与纹波 （如纹波峰峰值要小 于 5～10mV）的情况下 ，仍需要线性电源 ，由于大功率全功 率非常大 （1MW 以上）时 ，仍需采用相控 电源。但 随着控制技术和元器件技术 的不断发展 ，开关 电源的各方面的性能都在不断提高，容量也在不断扩大。

　　开关 电源的高频化是 电源技术发展的创新技术 ，高频化带来 的效益是使开关 电源装置空前地小型化 ，并使开 关电源进入 更广泛 的领域 ，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资 源及保护环境 方面都具有 深远的意义。开关 电源 的技术追求和发展趋势可以概括为以下 四个 方面 ：小型化 、薄型化 、轻量化 、高频化 ；高可靠性 ；低噪声 ；采用计算 机辅助设计和控制——采用 CAA和 CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参 数 ，使开关电源具有最简结构和最佳工况 。