开关电源的工作原理

一世轮回

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    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http://www.gooxian.com/
   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。