开关电源调节器件如何以完全导通或关断的方式工作

早在20世纪60年代，电源的开关方式调试首先应用在军用电源的设计中。它的优势在于重量轻和效率高，可以控制均衡电量的加载，就是控制均衡电压的供给，通过高速动作的开关量的开和关来实现。这种不同于线性稳压方式的电源称开关电源。

嵌入式控制系统的MCU一般都需要一个稳定的工作电源才能可靠工作。而设计者多习惯采用线性稳压器件(如78xx系列三端稳压器件)作为电压调节和稳压器件来将较高的直流电压转变为MCU所需的工作电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会造成较大的“热损失”(其值为V压降X I符号)，其工作效率仅为30%~50%。加之工作在高频粉尘等恶劣境下往往将嵌入式工业控制系统置于密闭的容器中，不仅工作效率低，而且“热损失”产生的热量在密闭容器内的聚集也加剧了MCU的恶劣工况，从而使嵌入式控制系统的稳定性能变得很差。

而开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作。因此，工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管、要么是完全截止无电流流过。因此。开关稳压电源的功耗极低，其平均工作效率可达70~90%。在相同电压降的条件下，开关电源调节器件与线性稳压器件相比具有少得多的“热损失”。

而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多，电源电路比较整洁，整机重量也有所下降。因此，开关稳压电源可大大减小散热片体积和PCB板的面积，甚至在大多数情况下不需要加装散热片，从而减少了对MCU工作坏境的有害影响。

采用开关稳压电源来替代线性稳压电源作为MCU电源的另一个优势是：开关管的高频通断特性以及串联滤波电感的使用对来自电源的高频干扰具有较强的抑制作用，此外由于开关稳压电源“热损失”的减少，设计时还可提高稳压电源的输入电压，这有助于提高交流电压抗跌落干扰的能力。一、高频开关电源与普通电源不同之处

吉事励普通电源的特点：

通常是线性电源，线性电源是指稳压器管以线性状态工作的电源。但是，这与高频开关电源不同。开关管(在开关电源中通常将调整管称为开关管)在两种状态下工作：开-电阻非常小;关-阻力很大。

吉事励高频开关电源的特点：

高频开关电源通常由(脉冲宽度调制)PWM控制IC和MOSFET组成。随着电力电子技术的发展和创新，开关电源主要应用于体积小，重量轻，效率高等特点几乎应用到所有电子设备，其重要性是显而易见的。

高频开关模式电源是一种相对新型的电源。它具有效率高，重量轻，电压升高和降低以及输出功率高的优点。然而，由于电路在开关状态下工作，噪声相对较大。让我们简短地讨论一下降压型开关电源的工作原理。

该电路由一个开关K(实际电路中的三极管或场效应管)，续流二极管D，储能电感器L，滤波电容C等组成。当开关闭合时，电源将为电流通过开关K和电感器L供电给负载，并且会将电流在电感器L和电容器C中存储一部分电能。由于电感器L的自感，在接通开关后电流会相对缓慢地增加，即输出不能立即达到电源电压值。一定时间后，开关将关闭。由于电感器L的自感作用(可以更清楚地假设电感器中的电流具有惯性作用)，电路中的电流保持不变，即，它继续从左向右流动，该电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的阳极，流过二极管D，然后返回到电感器L的左端，形成一个环路。可以通过控制开关闭合和断开的时间(即PWM脉冲宽度调制)来控制输出电压。当检测到输出电压以控制导通和截止时间以保持输出电压恒定时，就达到了稳压的目的。

二、高频开关电源和普通电源的相同之处

在于它们具有电压调节器，并使用反馈原理进行电压调节。不同之处在于，高频开关电源通过开关管进行调整，而普通电源通常通过三极管的线性增益范围进行调谐。

相比之下，开关电源的功耗小，交流电压的应用范围广，直流输出的纹波系数更好。

普通半桥开关电源的主要工作原理是上桥和下桥的开关管(频率高时，开关管为VMOS)一一导通。首先，电流从上桥开关管中流入，利用电感线圈的存储功能来收集电能。在线圈中，上桥的开关管关闭，下桥的开关管打开。电感线圈和电容器继续向外部供电。然后关闭下桥开关管并打开上桥以允许电流进入，就重复此过程。由于必须将两个灭弧室一个接一个地接通和关断，所以被称为开关电源。

线性电源不同。由于没有开关动作，因此上水管始终会排水。如果太多，水将漏出。当某些线性功率调节器管产生大量热量时，通常会发生这种情况，取之不尽的电能全部转化为热能。从这个角度来看，线性电源的转换效率非常低，但是如果发热量高，则组件的寿命将不可避免地减少，从而影响最终使用效果。