现代高频开关电源的定义和结构形式

开关电源是现代电子电器和电子设备(如电视机、VCD、个人计算机、测试仪器、生物医学仪器等)的心脏和动力。标志开关电源特性的参数有 输出电压和输出功率、开关频率、噪声和带载时参数的变化等。在同一参数要求下还有体积、重量、外观尺寸、效率、可靠性、对外界的电磁 干扰等性能指标。人们可以依此设计制造出完美满意的开关电源。

一般的电源，如直接从市电或电池吸取的原生态电能，在某种意义上来说是一种质量较差的“粗电”，这些“粗电”必须要经过转换才能成 为满足于设备要求的“精电”，开关电源就是把市电的“粗电”转换成直流电压稳定的“精电”的一种电源设各。

采用电力电子技术，把一种电能转换成另一种电能的方式有以下4种。

(1)AC/DC转换：将交流电压转换成某一数值的直流电压，俗称整流或顺变，常用的整流技术就是最基本、最简单的AC/DC转换。

(2)DC/DC转换：将某一数值的直流电压，转换成另一数值的直流电压。

(3)DC/AC转换：将直流电压转换成某种波形、某一种电压的交流电，俗称逆变(Inver-s1ON)。

(4)AC/AC转换：将一种波形、频率、电压的交流电转换成另一种波形、频率、电压的交流电，实现交一交变压变频(Cgc1o-Conversion)。 AC/AC转换也可以用整流和逆变的方式来完成。

以上述4种转换方式为手段，可以达到多种多样的电能转换目的。

广义地说，凡是采用半导体功率开关器件作为开关管，通过对开关管的高频开通与关断控制，将一种电能形态转换成为另一种电能形态的装 置，叫做开关转换器。以开关转换器为主要组成部分，用闭环自动控制来稳定输出电压，并在电路中加人保护环节的电源，叫做开关电源 (Switching Power Supply)。如果用高频PWM DC/DC转换器作为开关电源的开关转换器时，就称为高频开关电源。这也就是说高频PWM DC/DC 转换器是开关电源转换的核心，是开关电源主电路的主要组成部分。

如图1开关调节器电源转换器

如图1所示的开关电源基本原理图，就是采用Buck PWM DC/DC转换器作为开关调节器的高频开关电源。实际上1.2.1节中所述的14种PWM DC/DC 转换器都可以作为高频开关电源主电路的主要组成部分，都可以作为开关电源的转换核心。因此就可以得到通用高频开关电源的基本原理电路 框图，如图2所示。在设计时可以根据不同的使用场合和使用要求，选用不同的PWM DC/DC转换器作为电路的主要组成部分或转换核心。

如图2 通用高频开关电源的基本原理电路的框图

如图2所示的通用高频开关电源框图，是由以下四部分电路组成的：一是市电输人的整流滤波电路，其作用是将市电输入的交流电压υac转换 成纹波较小的直流电压Udc;二是开关电源的主要组成部分，也是开关电源的核心DC/DC转换器。其作用是将市电输人经过整流滤波的直流电压Udc(粗电)，进行PWM控制和DC/DC转换，得到另一种数值的直流稳定电压Uo(精电);三是检测控制电路。其作用是通过R(和凡组成的分压器检测出输出电压Uo的值，将Uo通过误差放大器与参考电压UREF进行比较，得到误差值Uea，将Uea通过脉宽调制器PWM与锯齿波电压进行比较，得到PWM矩形波脉冲列，此脉冲列通过驱动器并以负反馈的方式，对DC/DC转换器进行PWM控制，将粗电Udc转换成另一种数值的直流稳定电压Uo(精电)，达到稳定输出电压的目的;四是开关电源的保护电路(在如图2中未画出来)，其作用是保护开关电源安全稳定的工作。