数字显示仪中的开关电源基本工作原理

开关电源是一种应用很广泛的电源，常用在彩色电视机、计算机和复印机等功率较大的电子设备中。与前面的串联型稳压电源比较，开关电源主要有以下特点。

①效率高、功耗小。开关电源的效率一般在80%以上，串联调整型电源效率只有50%左右。② 稳压范围宽。开关电源稳压范围在 130～260v，性能优良的开关电源可达到 90～280v，而串联调整型电源稳压范围在190～240v。

③ 质量小，体积小。开关电源不用体积大且笨重的电源变压器，只用到体积小的开关变压器，又因为效率高，损耗小，所以开关电源不用大的散热片。

开关电源虽然有很多优点，但电路复杂，维修难度大，另外干扰性很强。

开关电源电路较复杂，但其基本工作原理却不难理解，开关电源基本工作原理如图所示。

图 开关电源基本工作原理

在图（a）所示电路中，当开关s合上时，电源e经s对c充电，在c上获得上正下负的电压；当开关s断开时，c往后级电路（未画出）放电。若开关s闭合时间长，则电源e对c充电时间长，c两端电压u。会升高；反之，如果s闭合时间短，电源e对c充电时间短，c上充电少，c两端电压会下降。由此可见，改变开关的闭合时间长短就能改变输出电压的高低。

在实际的开关电源中，开关s常用三极管来代替，并且在三极管的基极加一个控制信号（脉冲信号）来控制三极管的导通和截止，如图（b）所示。当控制信号高电平送到三极管vt的基极时，vt基极电压会上升而导通，vt的集电极、发射极相当于短路，电源e经vt的集电极、发射极对c充电；当控制信号低电平到来时，vt基极电压下降而截止，c往后级电路放电。如果三极管基极的控制信号高电平持续时间长，低电平持续时间短，电源 e 对c充电时间长，c放电时间短，c两端电压会上升。

由此可见，控制三极管导通、截止时间的长短就能改变输出电压，开关电源就是利用这个原理来工作的。