电源模块的神奇力量开关之谜解锁

导语：开关电源的秘密是什么？它的功能是通过多种方式将单一电压转换为用户所需的电流或电压。这种转换是通过改变晶体管的全开和全关状态来实现的，这两种状态能耗低，时间短，可以大幅节约能源，减少余热产生。这一切都得益于其独特工作原理，即利用功率半导体作为开关元件，周期性地打开关闭它们以调整输出电压。

①首先，将交流电转化为稳定的直流，然后再将直流逆变成高频交流，再次整流，以获得所需的直流输出。

②接着，高频脉冲宽度调制信号控制这些半导体器件，使它们高速切换，从而将直流转化为高频交流供给变压器进行变压。

③在变压器中，这些交流脉冲经过感应形成新的交流波形，然后经过最后一次整流和滤波，最终提供给负载作为稳定的直流输入。

④最后，反馈机制确保了输出部分与控制部分之间的一致性，使得系统能够自动调节以保持稳定输出，并且适应环境变化。

开关电源之所以受欢迎，是因为它具有许多优点，如小巧、轻便（只占线性型同类产品20%至30%）、效率极高（通常60%-70%，远超线性型30%-40%）、抗干扰能力强、模块化设计以及可升降压等功能。但尽管如此，它们也存在噪声较大的缺点，因为它们在工作时会不断打开关闭设备。下面，我们用一个简单图解来说明降壓開關電源如何運作：

图示展示了由开关K(实际上可能是一对三极管或者场效应管)、储能二极管D、储能磁环L及滤波容C组成。当K处于接通状态时，它们共同维持负载供电并存储一些能量到磁环L和容C中。当K断开后，由于磁环L自感作用，当初快速增加后的当前保持不变，从左向右继续循环。这意味着从负载返回地线，再经由二极管D回到磁圈L左端形成回路。通过精确控制K何时开放何时闭合，以及该过程中的时间长度(即PWM),我们可以精细调控输出伏特数值实现稳定供应。如果我们监测并根据需要调整此过程以保持输出伏特数不动，那么就达成了恒阻目的。在此期间，由于振荡存储能；在断开期间释放存储能，所以称这段磁环为“儲能”链。而当关闭期间负责提供连续通道的是二極體D，因此称之為“續電”二極體