开关电源大揭秘掌握电路图解锁其神奇作用

导语：开关电源的核心功能是什么？它通过巧妙的方式将单一电平的电压转换为用户所需的电流或电压。其工作原理基于精确控制晶体管全开与全关状态，这两种模式既能效率高又能节约能源，减少温升。此外，它采用功率半导体作为开关元件，通过周期性切断和连接来调节占空比，从而实现输出调整。

开关电源是如何工作的？简单来说，它首先将交流变为直流，然后再次转换成交流，再一次整流以获得所需直流电压。这一过程包括几个关键步骤：

① 首先，将交流经过整流滤波器产生稳定的直流。

② 接着，使用高速PWM信号控制晶体管快速打开与关闭，将直流转化为高频交流供给变压器。

③ 变压器中的次级感应出高频交流，并通过进一步整流滤波成为稳定的直流供给负载。

④ 最后，输出部分会反馈到控制系统，以调整PWM占空比并保持稳定输出。

开关电源最大的优势在于：小巧轻便（仅相当于线性设备20%重量），高效率（60%-70%，远超30%-40%线性设备），强抗干扰能力、宽广输出范围及模块化设计。尽管较新，但它提供了许多优点，如高效、可升降压以及大功率输出。不过，由于其工作在不断切换状态下，因此噪声相对较大。

以下图解，我们可以更深入了解降壓開關電源的運作原理。圖中包含開關K（實際上為三極管或場效應管）、繼電二極體D、儲能感L和濾波電容C等元件組成。在開關打開時，電路通過K與L給負載供電，並將剩餘能量儲存在L和C中。不久後當K打閉時，由於L自感作用，使得過程變得緩慢，即輸出無法立即達到發生時之峰值。一段時間後，開關重新打開，由於L自感作用維持過去狀態，即從左向右繼續循環這個回路。通過調節開關打通與打斷時間(即脈沖寬度調制)，就可以控制輸出壓力。如果檢測輸出壓力並根據此來調節打通與斷線時間，就會達到穩定壓力的目的。在打通與斷線期間,L存儲能量；在斷線期間則釋放出去，所以稱為儲能感。而當K閉合時由D提供連接，使得現象持續進行，這就是為何稱之為繼電二極體。

總結來說，开关电源具备多项功能：