原標(biāo)題：六種簡單的開關(guān)電源設(shè)計原理圖

以下是六種常見簡單開關(guān)電源設(shè)計原理圖及其核心要點介紹，適合初學(xué)者理解基本原理，實際設(shè)計需結(jié)合具體參數(shù)與規(guī)范。

1. 降壓型（Buck）開關(guān)電源原理圖

• 原理圖構(gòu)成

• 主要由開關(guān)管（如 MOSFET）、二極管、電感、電容以及控制芯片組成。開關(guān)管在控制芯片的驅(qū)動下周期性地導(dǎo)通和關(guān)斷。

• 輸入電壓（Vin）通過開關(guān)管連接到電感的一端，電感的另一端連接輸出端和二極管的正極，二極管的負極連接輸入電壓的負極，電容并聯(lián)在輸出端。

• 工作原理

• 當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓加到電感上，電感電流線性上升，電能轉(zhuǎn)化為磁能存儲在電感中，同時給電容充電并向負載供電。

• 當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時，電感中的電流不能突變，電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使二極管導(dǎo)通，電感通過二極管向負載和電容釋放能量，維持輸出電壓。

• 應(yīng)用場景

• 適用于輸出電壓低于輸入電壓的場合，如為低電壓的數(shù)字電路供電。

2. 升壓型（Boost）開關(guān)電源原理圖

• 原理圖構(gòu)成

• 包含開關(guān)管、電感、二極管、電容和控制芯片。電感的一端連接輸入電壓，另一端連接開關(guān)管和二極管的正極，開關(guān)管的另一端連接輸入電壓的負極，二極管的負極連接輸出端和電容的一端，電容的另一端連接輸入電壓的負極。

• 工作原理

• 開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓加到電感上，電感電流線性上升，存儲能量，此時二極管截止，電容向負載供電。

• 開關(guān)管關(guān)斷時，電感電流不能突變，電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與輸入電壓疊加，使二極管導(dǎo)通，向電容充電并向負載供電，從而使輸出電壓高于輸入電壓。

• 應(yīng)用場景

• 常用于需要將低電壓升高到較高電壓的場合，如一些便攜式設(shè)備的電池升壓電路。

3. 升降壓型（Buck - Boost）開關(guān)電源原理圖

• 原理圖構(gòu)成

• 由開關(guān)管、電感、二極管、電容和控制芯片組成。電感的一端連接輸入電壓，另一端連接開關(guān)管和二極管的正極，開關(guān)管的另一端連接輸入電壓的負極，二極管的負極連接輸出端和電容的一端，電容的另一端連接輸入電壓的負極（輸出電壓極性與輸入電壓相反）。

• 工作原理

• 開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓加到電感上，電感儲能，二極管截止，電容向負載供電。

• 開關(guān)管關(guān)斷時，電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使二極管導(dǎo)通，電感向電容充電并向負載供電，輸出電壓的極性與輸入電壓相反，且大小可以通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時間來調(diào)節(jié)。

• 應(yīng)用場景

• 適用于輸出電壓極性與輸入電壓相反，且輸出電壓大小可調(diào)的場合，如一些特殊的電子設(shè)備電源。

4. 反激式（Flyback）開關(guān)電源原理圖

• 原理圖構(gòu)成

• 主要包括開關(guān)管、變壓器、二極管、電容和控制芯片。變壓器的原邊繞組一端連接輸入電壓，另一端連接開關(guān)管，開關(guān)管的另一端連接輸入電壓的負極；副邊繞組一端連接二極管的正極，二極管的負極連接輸出端和電容的一端，電容的另一端連接副邊繞組的另一端。

• 工作原理

• 開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓加到變壓器的原邊繞組上，原邊電流線性上升，變壓器儲能，此時副邊二極管截止，電容向負載供電。

• 開關(guān)管關(guān)斷時，變壓器原邊電流迅速下降，副邊繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使二極管導(dǎo)通，變壓器向電容充電并向負載供電。

• 應(yīng)用場景

• 結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適用于小功率、多路輸出的電源場合，如一些小型家電的電源適配器。

5. 正激式（Forward）開關(guān)電源原理圖

• 原理圖構(gòu)成

• 由開關(guān)管、變壓器、整流二極管、續(xù)流二極管、電感、電容和控制芯片組成。變壓器的原邊繞組一端連接輸入電壓，另一端連接開關(guān)管，開關(guān)管的另一端連接輸入電壓的負極；副邊繞組一端連接整流二極管的正極，整流二極管的負極連接輸出端和電感的一端，電感的另一端連接續(xù)流二極管的正極，續(xù)流二極管的負極連接副邊繞組的另一端，電容并聯(lián)在輸出端。

• 工作原理

• 開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓加到變壓器的原邊繞組上，副邊繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使整流二極管導(dǎo)通，向電感和電容充電并向負載供電。

• 開關(guān)管關(guān)斷時，電感中的電流不能突變，續(xù)流二極管導(dǎo)通，電感通過續(xù)流二極管向負載和電容釋放能量。

• 應(yīng)用場景

• 輸出電壓紋波小、效率較高，適用于中大功率的電源場合，如一些工業(yè)控制設(shè)備的電源。

6. 半橋式開關(guān)電源原理圖

• 原理圖構(gòu)成

• 包含兩個開關(guān)管（如 MOSFET）、變壓器、整流二極管、濾波電容和控制芯片。兩個開關(guān)管串聯(lián)后連接在輸入電壓的正負極之間，變壓器的原邊繞組中間抽頭連接輸入電壓的中點，兩端分別連接兩個開關(guān)管的中間節(jié)點；副邊繞組連接整流二極管和濾波電容，輸出直流電壓。

• 工作原理

• 通過控制兩個開關(guān)管的交替導(dǎo)通和關(guān)斷，在變壓器的原邊繞組上產(chǎn)生交變的電壓，從而在副邊繞組上感應(yīng)出電壓，經(jīng)過整流和濾波后得到穩(wěn)定的直流輸出電壓。

• 應(yīng)用場景

• 適用于中等功率的電源，具有輸出功率較大、效率較高的特點，常用于一些通信設(shè)備和計算機電源中。

在設(shè)計開關(guān)電源時，還需要考慮諸多因素，如開關(guān)頻率的選擇、元器件的參數(shù)計算、電磁兼容性設(shè)計等，以確保電源的性能和可靠性。