各类开关电源结构介绍

接触过电源的同学都知道，电源分为两大类：线性电源和开关电源；线性电源一般是调整管工作在放大状态，发热量大，效率比较低，而且散热片体积一般都比较大，变压器体积相较于开关电源也比较大；除却这些不足，线性电源的稳压性能很高，纹波相较于开关电源也有一定的优势，所以线性电源一般使用在电磁干扰和电源纯净性要求很高的地方，比如可以使用于电容漏电检测装置或者需要高保真输出的放大器线路中。

而开关电源工作原理是让调整管在饱和和截至这两种状态下交替切换工作，所以发热量会相对小，效率高，可以使用小型高频变压器，这类电源一般使用于那些要求效率高体积小的地方，比如电脑电视机供电电源或者手机充电器等方面。

开关电源的作用主要是为了将输入电能转化为各种能为电子仪器设备提供电能的装置，主要分为四种大的类型：AC/DC变换；DC/DC变换；DC/AC变换；AC/AC变换。

我们常见的开关电源结构无非：反激式开关电源；正激式开关电源；半桥式开关电源；全桥式开关电源。

反激式开关电源结构如下图所示：

反激式开关电源主要特点就是电路结果简单，一般使用于200W以下的开关电源中。

工作原理：当功率开关管VT导通时，输入端的电能以磁能形式存储在变压器的初级线圈N1中，由于同名端关系，次级二极管V1截至，负载没有电流流过；功率开关晶体管VT断开时，变压器次级绕组中V1导通输出电压，为负载供电，并对变压器进行消磁操作。

正激式开关电源结构如下图所示：

工作原理：当初级侧的功率开关VT导通时，电源输入侧的能量由次级侧二极管V1经电感L为负载供电；当功率开关管VT断开时，由续流二极管V2继续为负载供电。

半桥式开关电源结构如下图所示：

工作原理：两个功率开关VT1和VT2在开关脉冲信号的作用下，交替导通、截止，工作在开关状态。当开关管VT1导通、VT2截止时，输入电源Ui→VT1→N1→C2为绕组N1励磁，同时，次级侧绕组N2使二极管V1导通，给负载供电。当开关管VT1截止、V2导通时，输入电源Ui→C1→N1→VT2为绕组N1励磁，同时，经次级侧绕组N2使二极管V2导通给负载供电。

全桥式开关电源结构如下图所示：

工作原理：两个交替导通回路分别由4个功率开关管VT1与VT2、VT3与VT4组成一个桥形式电路。VT1与VT4、VT2与VT3的触发控制信号交替有效，当VT1与VT4的触发控制信号有效时，则VT2与VT3的控制信号无效，输入电压Ui经VT2→绕组1→VT3→Ui形成电流回路，加至变压器初级线圈N1的电压为电源电压Ui，并经次级二极管V1整流滤波后为负载供电。同理，当VT2与VT3关断时，VT1与VT4导通，输入电压Ui以和VT2与VT3导通时电流相反的方向为变压器初级线圈N1励磁，并通过次级线圈N2→整流二极管V2为负载供电，这样在次级得到如上图所示的脉冲波形。

审核编辑：何安