可控硅直流穩壓電源和開關電源的結構原理

    開關電源的主電路如下： 

    由電路可以看出，市電經整流濾波后變為311V高壓，經K1~K4功率開關管有序工作后，變為脈沖信號加至高頻變壓器的初級，脈沖的高度始終為311V。當K1,K4開通時,311V高壓電流經K1正向流入主變壓器初級，經K4流出，在變壓器初級形成一個正向脈沖。

    同理，當K2,K3開通時,311V高壓電流經K3反向流入主變壓器初級，經K2流出，在變壓器初級形成一個反向脈沖。這樣，在變壓器次級就形成一系列正反向脈沖，經整流濾波后形成直流電壓。當輸出電壓Uo較高時，脈沖寬度就寬，當輸出電壓Uo較低時，脈沖寬度就窄，因此開關管實際上是一個控制脈沖寬窄的裝置。

    在沒有特別體積要求的情況下，一般向用戶提供晶體管線性直流電源，這主要是：

    1、晶體管線性直流電源精度好(優于開關電源或可控硅電源1—3個數量級)，適用多種場合，一般用戶不會提出性能、精度、技術指標方面的問題。

    2、便于維修，因為多數用戶都有熟悉晶體管線性直流電源的維修人員，也有這方面的備件。維修工具，有一只萬用表即可基本解決問題，較為細心的電工亦可動手。

    3、維修后一般不留后遺癥，故障能徹底排除，性能可完全恢復，只要正確使用，及時維修，一臺電源使用10年是完全不成問題的。

    在沒有特別體積要求的情況下，不向用戶特別推崇開關電源，這主要是：

    1、目前制作開關電源所采用的各種PWM集成芯片，主要是從輸出電壓變化范圍小，輸出電流較為穩定的角度來設計的。但所謂PWM芯片，是一種脈寬調制器，當輸出電壓較高，輸出電流較大時，電源內部的開關管開通時間較長而關斷時間較短：

    而當輸出功率較小時，脈沖寬度就較窄：

    但這種脈沖寬度不是可以無限制的變窄的，脈沖寬度的變化范圍，即調節范圍僅是10%—90%。這一特點決定了這種PWM芯片，并不適用于一個從0電壓起調的所謂連續可調的電源。例如一臺500V5A的開關電源，當它輸出達500V5A時，控制脈沖最寬，形如：

    而當輸出電壓降至50V5A時，控制脈沖的寬度降到最寬脈沖的10%,形如：

    這已降到最窄了。

    如果輸出電壓電流繼續下降，要求控制脈沖繼續變窄，但PWM電路已無法滿足，這時電路變為間歇工作,形如：

    脈沖時有時無，一陣一陣的，電源內會發出噪音，紋波等也會變大，電性能變差，所謂“低端不穩定”，事實上已經成為不合格品。為了解決這一問題，采取新的技術措施，才能較好地解決
2、開關電源具有污染電網和幅射干擾。在大功率開關電源附近插上一臺收音機，收音機是無法收音的，對電視信號也會有干擾。有些單位的儀器儀表出現莫明其妙的干擾，和這種電網污染不無關系。對這種干擾和幅射，國家標準中都有嚴格規定。

    3、維修較為困難，整機報廢的風險大。

    開關電源由于在高頻下運行，頻率越高，主變壓器越小，但隨著頻率的升高，各種分布參數負面作用也明顯的顯露出來。因此要求分布參數越小越好，工藝設計精湛，引線盡量短，元器件盡量靠近。由于元件密集，給維修帶來一定難度。另外，由于電路與線性電源截然不同，維修人員的技術素質要求較高，萬用表已無濟于事，要用示波器才能觀察到電路各點的工作狀態。

    更為重要的是，由于開關功率管處在高壓下工作，一旦損壞一般都是4只，即全部壞光，發出響亮的爆炸聲，而且進一步燒壞產生控制信號的脈沖變壓器，因而又波及到印制板，幾乎是燒了一片，只要有一如果這樣，整個電源報廢的風險就大了。

    4、由于目前國內外市場上能夠買到的用于開關電源的主要元器件，如開關管，整流二結管，磁芯變壓器等，其輸出功率都極其有限，一般制作電壓在300伏以下，功率在2KW—3KW之間的開關電源尚能應付，否則對如開關管，整流二結管，磁芯變壓器等就要采取多個并聯的辦法來解決，這就大大地降低了整機的可靠性。一些廠家試圖生產1000A的開關電源，其結果是損壞率高得驚人。因此開關電源在特種電源的行業內并無多大的用武之地。■