随着电力电子技术的迅速发展与创新，开关电源技术也在不断地提高技术。一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源(粗电)，如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

01开关电源组成

开关电源大致由主电路、 控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。

1、主电路

冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

2、控制电路

一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。

3、检测电路

提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。

4、辅助电源

实现电源的软件(远程)启动，为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。

02开关电源经典问答

1、开关电源变压器如果用铜带取代漆包线，其允许通过的电流怎么算？比如说厚度为0.1mm的铜带，允许通过的电流怎么算？

专家：如果开关电源变压器用铜带取代漆包线，铜带(漆包线)的涡流损耗可以大大将小，工作频率可以相应提高，但直流损耗几乎不变，铜带允许通过的电流密度一般还是不要超过4.5A/平方毫米。电流密度等于电流除与以导体的截面积，导体的截面积等于厚(0.1mm)乘以宽(铜带的宽度)。

2、电源开关交流回路和整流器的交流回路是最容易产生电磁干扰的吗？

专家：开关电源产生电磁干扰最严重的地方是开关变压器的初、次级线圈组成的电路，但它的干扰会通过感应对其它电路产生辐射和传导干扰，传导干扰和辐射干扰最严重的地方是电源线，因为电源线很容易成为辐射源的半波振子天线，另外它又与外线路进行连接，很容易把干扰信号传输给其它设备。所以在开关电源的输入端一定要对电源线进行有效隔离。

3、降低变压器的温升有什么具体方法？

专家：降低变压温升的方法一个是降低变压器磁芯的最大磁通增量(Bm)的取值，因为变压器磁芯的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)与磁通密度的平方成正比；另一个是降低开关电源的工作频率，因为变压器磁芯的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)与工作频率成正比；再一个是降低线圈的损耗，线圈的损耗(主要是涡流损耗)，线圈的涡流损耗与集肤效应损耗也与工作频率成正比，降低线圈的直流损耗必须降低导线的电流密度，一般漆包线的电流密度不能超过4.5A/平方毫米。

4、反激式开关电源的占空比是如何变化的？

专家：反激式开关电源的占空比主要由输入电压和开关电源管的耐压来决定，当输入电压变化时占空比也要跟着变化。例如当输入电压为AC260V时，如果电源开关管的耐压为650V，则占空比大为0.306；当输入电压为AC170V时，占空比大约为0.5；当输入电压低于AC170V时，占空比大于0.5。但不管输入电压这样变化，开关电源都会通过改变占空比来大到稳定(或改变)输出电压的数值。

5、正激和反激的区别主要在哪？

专家：正激式开关电源是电源开关管导通的时候，电源向负责提供功率输出，而关断的时候没有功率输出。反激式开关电源正好相反，电源开关管导通时只向变压器存储能量，没有给负载提供功率输出，仅在电源开关管关断时才向负载提供输出。正激式开关电源输出电压是取整流输出电压的平均值，反激式开关电源输出电压是取整流输出电压的半波平均值，两种电压输出的相位正好相反。

6、反馈环路设计以及补偿如何入手？

专家：反馈环路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时，输出电压会围绕着平均值上下波动，增益越高，波动的幅度就越大，严重时会出现振荡；当反馈环路的增益过低时，输出电压又会不稳定。为了使输出电压稳定，但又不发生振荡，一般都把反馈环路分成三个回路来组成，一个回路用来决定微分增益的大小，另一个回路用来决定积分增益的大小，还有一个是决定直流增益的大小。仔细调节这三个反馈环路的增益，就可以实现开关电源既稳定，又不出现振荡。

7、反激式电源开关频率如何优化选择？VOR反激电压如何优化设置，在什么情况下最合适？匝比如何最优化计算？

专家：反激式开关电源工作频率的选择主要与开关电源的工作效率和体积大小有关，而开关电源的工作效率又主要与开关电源管、开关变压器的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)有关，这两者的损耗均与频率成正比。开关电源管的损耗主要由开通损耗(导通时间损耗)和关断损耗(关断时间损耗)组成，开关电源管的导通时间和关断时间越长，这两个损耗就越大。一般大功率开关电源管的导通时间和关断时间都比小功率开关电源管的导通时间和关断时间长很多，所以大功率开关电源的工作频率一般都取得比较低。在考虑开关电源的工作效率时，如果从开关电源的体积和成本等方面考虑，最好选工作效率为80%左右较为合适，此时，开关电源管的损耗大约占总损耗的50%，开关变压器的损耗大约占总损耗的30%，其余电路的损耗大约占总损耗的20%。开关变压器的匝数比与输入输出电压的比值有关，与开关电源的占空比有关。

8、初期峰值电流IP和反激电压VOR以及最优化的反激电源占空比如何设定？

专家：反激式开关电源的初、次级线圈产生的反激电压的大小均与开关电源的占空比有关，以及与输入电压有关，在选择开关电源的占空比时，必须考虑，初、级线圈产生的反激电压峰值与工作电压(输入电压)之和不能超过电源开关管耐压Bvmax的0.7倍，根据此条件(Bvmax)就可以计算反激式开关电源在最高输入电压时的最大占空比Dmax。例如，Bvmax为650V的电源开关管，在输入电压为AC260V时，其占空比只能选为0.306左右。

9、反馈环路设计以及补偿如何入手？

专家：反馈环路的增益，既不是越大越好，也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时，输出电压会围绕着平均值上下波动，增益越高，波动的幅度就越大，严重时会出现振荡；当反馈环路的增益过低时，输出电压又会不稳定。为了使输出电压稳定，但又不发生振荡，一般都把反馈环路分成三个回路来组成，一个回路用来决定微分增益的大小，另一个回路用来决定积分增益的大小，还有一个是决定直流增益的大小。仔细调节这三个反馈环路的增益，就可以实现开关电源既稳定，又不出现振荡。