數(shù)字顯示儀中的開關(guān)電源基本工作原理

開關(guān)電源是一種應(yīng)用很廣泛的電源，常用在彩色電視機(jī)、計(jì)算機(jī)和復(fù)印機(jī)等功率較大的電子設(shè)備中。與前面的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源比較，開關(guān)電源主要有以下特點(diǎn)。

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

③ 質(zhì)量小，體積小。開關(guān)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(guān)變壓器，又因?yàn)樾矢撸瑩p耗小，所以開關(guān)電源不用大的散熱片。

開關(guān)電源雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但電路復(fù)雜，維修難度大，另外干擾性很強(qiáng)。

開關(guān)電源電路較復(fù)雜，但其基本工作原理卻不難理解，開關(guān)電源基本工作原理如圖所示。

圖 開關(guān)電源基本工作原理

在圖（a）所示電路中，當(dāng)開關(guān)s合上時(shí)，電源e經(jīng)s對(duì)c充電，在c上獲得上正下負(fù)的電壓；當(dāng)開關(guān)s斷開時(shí)，c往后級(jí)電路（未畫出）放電。若開關(guān)s閉合時(shí)間長(zhǎng)，則電源e對(duì)c充電時(shí)間長(zhǎng)，c兩端電壓u。會(huì)升高；反之，如果s閉合時(shí)間短，電源e對(duì)c充電時(shí)間短，c上充電少，c兩端電壓會(huì)下降。由此可見，改變開關(guān)的閉合時(shí)間長(zhǎng)短就能改變輸出電壓的高低。

在實(shí)際的開關(guān)電源中，開關(guān)s常用三極管來(lái)代替，并且在三極管的基極加一個(gè)控制信號(hào)（脈沖信號(hào)）來(lái)控制三極管的導(dǎo)通和截止，如圖（b）所示。當(dāng)控制信號(hào)高電平送到三極管vt的基極時(shí)，vt基極電壓會(huì)上升而導(dǎo)通，vt的集電極、發(fā)射極相當(dāng)于短路，電源e經(jīng)vt的集電極、發(fā)射極對(duì)c充電；當(dāng)控制信號(hào)低電平到來(lái)時(shí)，vt基極電壓下降而截止，c往后級(jí)電路放電。如果三極管基極的控制信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，低電平持續(xù)時(shí)間短，電源 e 對(duì)c充電時(shí)間長(zhǎng)，c放電時(shí)間短，c兩端電壓會(huì)上升。

由此可見，控制三極管導(dǎo)通、截止時(shí)間的長(zhǎng)短就能改變輸出電壓，開關(guān)電源就是利用這個(gè)原理來(lái)工作的。