高频开关电源工作原理是什么?高频开关电源发展史介绍!

开关电源是电源中的一种，首先开关电源可进行电力供应，其次开关电源可保证交流电输入可变为直流电输出。为增进大家对开关电源的认识，本文将对高频开关电源的发展、高频开关电源的工作原理予以介绍。如果你对开关电源具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、高频开关电源发展

20世纪60年代大量应用的线性调节器式直流稳压电源，由于它存在着以下诸多的缺点，如体积重量大，很难实现小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压，很难在输出大于5A的场合应用等，已开始被开关调节器式直流稳压电源所取代。

1964年，日本NEO杂志发表了两篇具有指导性的文章：一篇为“用高频技术使AC变DC电源小型化”;另一篇为“脉冲调制用 于电源小型化”。这两篇文章指明了开关调节器式直流稳压电源小型化的研究方向，即一是高频化，二是采用脉冲宽度调制技术。经过将近10 年的研究、开发取得了良好的结果。

1973年，美国摩托罗拉公司发表了一篇题为“触发起20kHz的革命”的文章，从此在世界范围内就掀起了高频开关电源的开发热潮，并将DC/DC转换器作为开关调节器用于开关电源，使电源的功率密度由1～4 W/in3增加到40～50W/in3。首先被采用 的是Buck转换器。

到20世纪80年代中期，Buck、Boost和Buck￣Boost转换器也应用到开关电源中。20世纪70年代中期，美国加州理工学院研制 出一种新型开关转换器，称为Cuk转换器(是以发明人S1obodan Cuk的姓来命名的)。Cuk转换器与Buck-Boost转换器互为对偶，也是一种升降压 转换器。20世纪80年代中期以后逐渐被应用到开关电源中。

1976年，美国P.W，Clarke研制出一种有变压器的“原边电感式转换器”(Primary Inductance Converter)简称PIC，获得专利，并且也应用到开关电源中。

1977年，Bell实验室在PIC的基础上，研制出有变压器的“单端原边电感式转换器”(Single-Ended Primary Inductance Converter)，简称(有变压器的)SEPIC电路，这是一种新的DC/DC单端PWM开关转换器，其对偶电路称为DualSEPIC，或Zeta转换器。

到1989年，人们将SEPIC和Zeta也应用到了开关电源中，使开关电源所采用的DC/DC转换器，增加到6种 。通过DC/DC转换器的演化与级联，开关电源所采用的DC/DC转换器已经增加到了14种。用这14种DC/DC转换器作为开关电源的主要 组成部分，就可以设计出使用于不同场所、满足于不同性能要求和用途的、高性能、高功率密度的各种功率的开关电源。

二、高频开关电源工作原理概述

高频开关电源的工作原理是功率变换。

当开关S闭合时，电流流过电感L，在负载RL两端产生输出电压。由于输入电压的极性关系，二级管VD1处于反向配置，此时L储存能量。当开关S打开时，电感L的磁场极性发生变化，储存在L中的能量通过负载RL释放，二极管VD1正向导通，负载两端的电压极性仍保持不变。二级管VD1因其在电路中的作用而被称为续流二极管。

当开关S闭合时，输入回路有电流输入，而当开关打开时，则电流突然终止。但由于电感L和续流二级管VD1的作用，输出电流是连续的。电感L和电容C同时还起到滤波的作用，从而使RL上的电压更加平滑。

在实际应用中，起到开关使用的是开关晶体管。同时在图—1的电路中，输入和输出回路之间缺少安全隔离措施，因而一般采用高频变压器作为隔离器件　。

VT1是一开关晶体管，其基极用一方波S1控制。S1为高电平时，VT1导通，在变压器T的初级产生电源，并储存了能量。由于变压器的次级与初级同相，所有数量也传递到了变压器次级。电流流过正向偏置的二级管VD2和电感L，能量传递给负载RL，同时电感L中储存了能力。此时二极管VD1处于反向偏置。

当S1为低电平时，VT1截止，变压器T绕组中的电压反向，二极管VD2截止，续流二极管VD1导通，存储在电感L中的能量继续传递给负载RL。

显然，输出电压VRL=V2×Ton/T=V2×X　　其中X=Ton/T为占空比;Ton为VT1的导通时间，改变脉冲占空比δ，即可改变输出电压(或电流)。

由此可以看出，开关电源是一种功率转换装置　。

以上简单介绍了高频开关电源的工作原理、读者不难看出它是集功率转移技术与脉宽调制技术于“—体的高技术产物，是当代电力电子学理论发展的最新体现。一经问世，即受到广泛关注并得到空前迅速的发展。在国际上，高频开关电源已在直流电源领域无可争议地居于首要地位。在国内，以北京浩源电源设备有限公司为代表的HY系列高频开关电源也异军突起，以优异的性能、可靠的品质和完善的服务与各种国际名牌共舞于市场经济的舞台。

电网供电经EMI滤波后。再经硅桥整流和滤波电路滤波，成为直流电。这里，滤波电路只用一个电路C1代表。辅助电源将交流电通过整流滤波后，变成低压的直流电，并给控制电路供电。功率MOS管V1和V2作为开关元件。控制电路产生一固定频率的脉冲宽度可调的方波(PWM)。该方波控制V1和V2的导通与关断。

以上便是此次小编带来的开关电源相关内容，通过本文，希望大家对开关电源具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!