电源开关芯片有哪些平台电源开关详解-电子发烧友网

开关模式电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。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。

开关电源不同于线性电源，开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换，这两个模式都有低耗散的特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但时间很短，因此比较节省能源，产生废热较少。理想上，开关电源本身是不会消耗电能的。电压稳压是通过调整晶体管导通及断路的时间来达到。相反的，线性电源在产生输出电压的过程中，晶体管工作在放大区，本身也会消耗电能。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。

开关电源芯片的工作原理核心是通过高频开关控制(如PWM技术)调节能量传输占空比，并通过反馈环路实现稳压输出。开关电源芯片的工作包含五个关键阶段：

输入滤波与整流：将交流或直流输入转换为稳定的直流电压，消除高频噪声(如通过整流桥和滤波电容)。

高频开关控制：芯片内部功率开关管(MOSFET等)由控制器驱动，快速导通/关断，将直流切割为高频脉冲。

能量存储与传递：在导通阶段电感或变压器储能，关断阶段释放能量至输出端。

输出滤波：通过电容和电感平滑脉冲，产生稳定直流。

反馈调节：采样输出电压并与基准值比较，动态调整占空比以维持稳压(典型芯片如UC3842、TL494)。

核心控制原理

PWM(脉宽调制)：通过改变开关导通时间占空比DD控制输出电压，其他控制方式包括PFM(频率调制)和混合模式。

拓扑结构选择：不同拓扑(如Buck、Boost、Flyback)决定输入输出关系及隔离需求。

软/硬开关：硬开关效率较低但简单，软开关(如LLC谐振)利用LC谐振降低损耗。

关键模块功能

误差放大器：比较输出电压采样值与基准电压(如TL431)，生成误差信号。

振荡器：产生固定频率波形作为PWM时间基准。

驱动电路：放大PWM信号以快速切换功率管。

保护电路：包含过压(OVP)、过流(OCP)、过温(OTP)保护，异常时关闭开关管。

若电源的高效率、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，若切换电流尚未加以处理，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。

现代开关电源有两种：一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源(粗电)，如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。直流开关电源的核心是DC/DC 转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯带，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

以下是一些国产品牌平台：

1.航嘉HKI060-2NB系列

覆盖工业、商业及家用领域，以稳定性和耐用性著称，支持IoT设备超低待机功耗需求

2.德力西电气SA系列通用开关电源‌

采用进口元器件，内置EMI滤波器，抗干扰性能好，交流浪涌电流限制，输出纹波小、噪音低、工作效率高，具有短路、过载、过压保护功能，同时具有绝缘性能好、抗电强度高，工作温度低，使用寿命长，输入电压范围宽，符合全球使用标准。

德力西电气SA通用开关电源‌产品参数及选型：

德力西电气SA通用开关电源‌文档：
*附件：德力西电气SA通用开关电源产品.pdf

3.正泰电工NXKY系列开关电源

NXKY 系列开关电源适用于工业自动化控制系统、通信和监控系统、仪器装置和人工智能系统、半导体制造设备、LED 显示屏、机械和电气设备中，作为设备的控制电源、照明电源、信号电源。

符合标准：Q/ZT 305。

符合认证：CE。

输入电压范围（V）：85V~264V
输出电压（V）：12、24、36、48
输出纹波及噪声：12V≤150mV；24V、36V、48V≤200mV
输出电压稳定度：12V：±1.5%；24V、36V、48V：±1%
负载稳定度：12V：±1%；24V、36V、48V：±0.5%
电磁干扰：A级（工业级）

正泰电工NXKY系列开关电源优势/核心功能：

01 安全可靠
- 过载、过压、过温、短路等多种保护功能全覆盖，使用过程更安全
- 金属壳体配以新颖的立方体散热孔外观设计，同时兼顾了散热效果
- 线圈绕组真空浸漆绝缘处理，绝缘强度和机械强度更高
02 性能卓越
- 工作效率高达90%
- 全范围电压输入85V~264VAC
- 软启动与PWM控制电路设计，有效降低对电网的冲击
- -30℃~+70℃极限工作温度，低温不降容，轻松胜任各类环境
03 灵活应用
- LED指示电源启动，产品工作状态一目了然
- 30mm薄型设计，轻薄便携、节省空间

正泰电工NXKY系列开关电源文档：
*附件：NXKY 系列开关电源.pdf

4.深圳市集领电子500mA线性锂电充电芯片JL4054D：

JL4054D是一款性能优异的单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器。JL4054D采用SOT23-5L封装配合较少的外围原件使其非常适用于便携式产品，并且适合给USB电源以及适配器电源供电。

基于特殊的内部MOSFET架构以及防倒充电路，儿L4054D不需要外接检测电阻和隔离二极管。当外部环境温度过高或者在大功率应用时，热反馈可以调节充电电流以降低芯片温度。充电电压固定在4.2V，而充电电流则可以通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值的1/10，芯片将终止充电循环。

当输入电压断开时，儿4054D进入睡眠状态，电池漏电流将降到1uA以下。JL4054D还可以被设置于停机模式，此时芯片静态电流降至25uA。

LL4054D还包括其他特性:欠压锁定，自动再充电和充电状态标志。

JL4054D技术文档：
*附件：JL4054D Rev. 1.0.pdf

下面介绍一些开关电源芯片的国外产商，开关电源芯片的主要国外厂商包括德州仪器（TI）、安森美、凌力尔特、意法半导体和英飞凌（Infineon）等‌。

1. TI的TPS22996H-Q1

TPS22996H-Q1相关链接及文档：https://www.elecfans.com/d/6598968.html

*附件：tps22996h-q1.pdf

TPS22996H-Q1 是一款具有受控导通功能的双通道负载开关。该器件包含两个 N 沟道 MOSFET，可在 0.6V 至 5.5V 的输入电压范围内工作，并可支持每通道 4A 的最大连续电流。每个开关都由一个开和关输入（ON1 和 ON2）独立控制，该输入可以直接与低压控制信号接口。当结温高于阈值时，该器件能够进行热关断，从而关闭开关。当结温稳定到安全范围时，开关再次打开。该器件还提供一个集成的 230Ω 片上负载电阻器，用于在开关关闭时进行快速输出放电。

TPS22996H-Q1 的引脚可抵抗高湿度条件，这意味着该器件能够在任何引脚对 GND 或电源之间发生 100kΩ 短路的情况下工作。

TPS22996H-Q1 采用小型、节省空间的 2.1mm × 1.2mm 8-DYC 封装。该器件的额定工作温度范围为 –40°C 至 125°C 的自由空气温度。

TPS1212-Q1电路图