开关电源如何分类？ 开关电源有哪些基本类型

制造的多种ECI软开关DC/DC变换器，其最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为（6.2、10、17）W/cm3，效率为（80～90）%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列，其开关频率为（200～300）kHz，功率密度已达到27W/cm3，采用同步整流器（MOS?FET代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到90%。

　　（2）AC/DC变换

　　AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为"整流"，功率流由负载返回电源的称为"有源逆变"。AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、、FCC、CSA），交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制AC/DC电源体积的小型化，另外，由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得解决EMC电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作损耗增大，限制了AC/DC变换器模块化的进程，因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。

　　AC/DC变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。按电源相数可分为，单相、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。

　　变压器耦合（并联）型开关电源的优点是：①通过附加一个次级绕组间接取样的办法或采用光耦合器实 现电源隔离，使主电源电路与交流电网隔离，即所谓"冷底盘"电路；②若开关管内部短路，不会引起负 载的过压或过流；③容许辅助电源负载与主电源负载无关。即不接主电源负载，辅助电源仍可从主电源中 得到。其缺点是：①对开关管和续流二极管的耐压要求高；②输出电压纹波系数较高；③要求储能电感量 较大。

　　自激式和他激式开关电源

　　按开关器件的激励方式，可分为自激式和他激式开关电源。自激式开关电源不需专设振荡电路，用开关 调整管兼做振荡管，只需设置正反馈电路使电路起振工作，因而电路比较简单。

　　他激式开关电源需专设振荡器和启动电路，电路结构比较复杂。

　　脉冲宽度调制式和脉冲频率调制式开关稳压电源

　　开关稳压电源的输出与开关管的导通时间有关，即决定于开关脉冲的占空比δ，稳压控制也就是通过调 制开关脉冲的占空比来实现的，控制方式有脉冲宽度调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM）两种。脉冲宽度 控制（调宽）式开关电源稳压电路在通过改变开关脉冲宽度（控制开关管导通时间）来稳定输出电压的过 程中，开关管的工作频率不改变。脉冲频率控制（调频）式开关电源在稳压控制过程中，改变开关脉冲的 占空比的同时，开关管的工作频率也随着发生变化，故称之为调频－调宽式稳压电源。

　　PWM方式和PFM方式的调制波形分别如图4（a）、（b）所示，tp表示脉冲宽度（即功率开关管的导通时间 tON），T代表周期，从中很容易看出二者的区别。但它们也有共同之处：①均采用时间比率控制（TRC）的 稳压原理，无论改变tp还是T，最终调节的都是脉冲占空比。尽管采用的方式不同，但控制目标一致，可 谓殊途同归。②当负载由轻变重，或者输入电压从高变低时，分别通过增加脉宽、升高频率的方法，使输 出电压保持稳定。

　　图4 两种控制方式的调制波形

　　混合调制方式

　　混合调制方式是指脉冲宽度与开关频率均不固定，彼此都能改变的方式，它属于PWM和PFM的混合方式。由于莎p和r均可单独调节，因此占空比调节范围最宽，适合制作供实验室使用并可宽范围调节的开关电源。

　　开关管的典型工作方式

　　按开关管的连接和工作方式分类，开关稳压电源可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式4种。单端式仅用一个开关晶体管，推挽式或半桥式采用两个开关晶体管，全桥式则采用4个开关晶体管。目前彩色电视机、显示器、打印机、传真机等开关稳压电源常采用单端式，而微机开关电源均采用半桥式。