數字顯示儀中的開關電源基本工作原理

開關電源是一種應用很廣泛的電源，常用在彩色電視機、計算機和復印機等功率較大的電子設備中。與前面的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源比較，開關電源主要有以下特點。

①效率高、功耗小。開關電源的效率一般在80%以上，串聯(lián)調整型電源效率只有50%左右。② 穩(wěn)壓范圍寬。開關電源穩(wěn)壓范圍在 130～260v，性能優(yōu)良的開關電源可達到 90～280v，而串聯(lián)調整型電源穩(wěn)壓范圍在190～240v。

③ 質量小，體積小。開關電源不用體積大且笨重的電源變壓器，只用到體積小的開關變壓器，又因為效率高，損耗小，所以開關電源不用大的散熱片。

開關電源雖然有很多優(yōu)點，但電路復雜，維修難度大，另外干擾性很強。

開關電源電路較復雜，但其基本工作原理卻不難理解，開關電源基本工作原理如圖所示。

圖 開關電源基本工作原理

在圖（a）所示電路中，當開關s合上時，電源e經s對c充電，在c上獲得上正下負的電壓；當開關s斷開時，c往后級電路（未畫出）放電。若開關s閉合時間長，則電源e對c充電時間長，c兩端電壓u。會升高；反之，如果s閉合時間短，電源e對c充電時間短，c上充電少，c兩端電壓會下降。由此可見，改變開關的閉合時間長短就能改變輸出電壓的高低。

在實際的開關電源中，開關s常用三極管來代替，并且在三極管的基極加一個控制信號（脈沖信號）來控制三極管的導通和截止，如圖（b）所示。當控制信號高電平送到三極管vt的基極時，vt基極電壓會上升而導通，vt的集電極、發(fā)射極相當于短路，電源e經vt的集電極、發(fā)射極對c充電；當控制信號低電平到來時，vt基極電壓下降而截止，c往后級電路放電。如果三極管基極的控制信號高電平持續(xù)時間長，低電平持續(xù)時間短，電源 e 對c充電時間長，c放電時間短，c兩端電壓會上升。

由此可見，控制三極管導通、截止時間的長短就能改變輸出電壓，開關電源就是利用這個原理來工作的。