揭示开关电源工作原理：三种基本类型详解

开关电源是一种利用电子开关器件（如晶体管、场效应管或可控硅）来实现电压变换的高效电力供应设备。其工作原理基于开关器件的反复“接通”和“关断”操作，通过控制电路调节输入电压，将其转化为交流或直流，且具有输出电压可调和自动稳压的特点。 开关电源主要工作模式分为三类：频率和脉宽固定模式、频率固定、脉宽可变模式以及两者皆可变模式。频率和脉宽固定模式常用于DC/AC逆变器或DC/DC转换，而频率和脉宽可变模式适用于开关稳压电源。输出电压的工作方式有直接输出电压、平均值输出电压和幅值输出电压，前两者主要用于变换，后者多用于稳压。 在结构上，开关电源可分为串联式、并联式和变压器式等基本类型。串联式电源如图1-1-a所示，通过控制开关K在输入电压Ui和负载R之间交替提供脉冲电压，形成脉冲调制输出。并联式电源则是独立处理每个脉冲，确保各部分负载得到稳定的电压；变压器式电源如推挽式、半桥式和全桥式，根据变压器激励和输出电压相位的不同，又细分为正激式、反激式、单激式和双激式。 串联式开关电源是最简单的例子，其输出电压的波形呈现出脉冲调制方波，平均值Ua可通过控制接通时间Ton和周期T计算得出。通过调整这些参数，可以精确控制输出电压，满足不同应用的需求。 后续文章将逐步深入探讨其他种类的开关电源，包括它们的工作细节、效率优化、拓扑结构及实际应用中的注意事项等。掌握这些基础知识，有助于理解开关电源在现代电子产品中的核心地位，以及如何设计和选择合适的开关电源解决方案。