开关电源那些事儿

人类对所有事物的追求是无止境的，对电源的要求也不例外，比如：自身损耗要低，不能杀敌一百自伤八十；对输入电压适应度高，电压波动范围广；输出电压波纹小，恒流、恒压特性好；体积越小越好，保护齐全安全性能高...，开关电源就是在这种追求下应用而生的，并且在各种电气设备中得到了广泛的应用。

而说起开关电源，一个绕不开的话题就是线性电源（如下图二，它具有典型的电源变压器），所谓没有比较就没有鉴别，好与坏是建立在参照物上面的。线性稳压电源是我们学习电子技术接触最早的、最多的，在所有电子技术书籍里面有二极管整流、三极管放大内容的，肯定有线性稳压电源的介绍，就那几页很简单，如果你轻松理解了该电路图，那么恭喜你已经电子技术入门了。线性电源工作过程：降压---整流滤波---稳压，稳压电路由取样---比较放大---调整环节组成。典型的如下图12英寸黑白电视机稳压电源电路图。线性电源的优点是内部结构比较简单、输出波纹小，反馈响应快，故障容易排除；缺点是因为使用的是工频电流，变压器、电容体积较大（由恒磁通公式U=4.44fSnB，频率f较小，要保证磁感应强度B则线圈匝数n、铁芯截面积S应增加，下同）、由于调整管工作在放大状态，两端有电压降，其损耗功率P=UI，导致发热量大，有较大的功率损耗，因此效率低，大约就是在30%上下，设备比较笨重；我们简单温故了线性电源之后，接着介绍开关电源。

线性稳压电源

线性稳压电源电路图

开关电源：顾名思义与“开关”有关，其调整管工作在开关（截止、饱和）状态，这是其主要特征；其工作过程：交流（AC50Hz）---直流（DC311V）---交流（AC20kHz以上）---直流。电源中加工过程中性质在改变，通过电路控制开关管高速的导通或截止，将直流电转化为高频交流电，然后通过高频变压器变压，产生一组或多组不同电压，并进行整流滤波供给负载。它是由防雷电路（防过压）、电网电磁干扰滤波器（EMI）、输入整流滤波器、开关电路（开关管、高频变压器、控制电路）、输出整流、保护电路（过压欠压保护、过电流保护、短路保护）等组成。

典型开关电源电路板

开关电源原理图

任何事物都是一分为二的，开关电源与线性电源相比，各有优缺点，不能一概而论。那么开关电源的优缺点有哪些呢？

首先开关电源最大的特点是调整管工作在饱和与截止状态，饱和时，管压降极小，截止时饱和漏电流几乎为零，因此管子的耗散功率P是较小的，这样就保证了其效率很高，达到了70%以上；第二点开关电源中间逆变环节电流为高频电流，根据上述恒磁通理论，其变压器可以做的很小，故其体积大幅度降低，且发热量很低；第三点，开关电源的输入电压波动范围很广，可以达到100v以上； 优点虽然很诱人，但开关电源容易受外界高频电磁信号干扰本身高频信号也容易干扰外界电器设备，故需采取防干扰措施；另外开关电源的复杂程度较高（关于开关电源能写一本书，其复杂程度可见一斑，而线性电源却寥寥无几的几页就讲明白了），故障排除难度较大；还有开关电源输出的波纹较大。

随着电子技术、元件的进步，开关电源的性能会越来越好，发展前景良好。

限于篇幅，我们只就开关电源的皮毛进行介绍，在以后的文章中我们会对其原理、结构做详细的讲解。