小功率开关电源的设计与实现

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小功率开关电源的设计与实现

作者：白英良韩逸飞

来源：《科学与信息化》2018年第10期

摘要开关电源具有高频率，高功率密度，高效率等优点，被称为节能供电。开关电源是利用现代电子技术，控制开关晶体管的导通和关断的时间比率，维持电源的稳定输出电压。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。开关电源比普通的线性电源效率高，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。基于这一理念，采用了开关晶体管，整流二极管设计一个简单的低功耗通用开关电源：输入功率220V50Hz，低功率开关电源的5V输出电源。

关键词小功率；开关电源；开关晶体管

前言

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关导通和关断的时间比率，保持电源稳定的输出电压，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技

术的发展和创新，使开关电源技术也在不断创新[1]。目前，开关电源具有体积小，重量轻，

效率高的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备，它是电子信息产业的飞速发展不可缺少的动力模式。开关电源的工作过程是很容易理解的，

在一个线性电源的系统中，为了便于在功率晶体管中的线性模式操作时，与线性功率差，PWM开关电源是在导通状态和关断功率晶体管在这两种状态下，加在功率晶体管两端的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。

与线性电源相比，PWM开关电源更有效的工作过程是由“斩波”，即切成输入直流电压等于脉冲电压来实现的输入电压幅度的大小[2]。

开关电源控制器的脉冲占空比进行调整。一旦输入电压被切割成交流方波，其幅度可以提高或由一个变压器降低[3]。通过增加二次数量绕组变压器可以提高输出电压的值。最后的这

些交流波形经过整流滤波后获得的直流输出电压。

1 小功率电源的设计及仿真

此次实验仿真部分，尝试使用Saber，Proteus，Multisim几款软件进行仿真，三款仿真软件都没有电路需要的三极管13001、13003、13007几款高压高速开关三极管，故尝试使用仿真模拟三极管元件进行仿真，但Saber与Proteus所呈现效果不尽如人意，故选用Mutisim进行仿真[4-5]。但是仿真过程中，当电路输入部分以及最后输出部分，不进行接地的情况下，多次出