開關電源就是采用功率半導體器件作為開關元件,通過周期性通斷開關,控制開關元件的占空比來調整輸出電壓。開關元件以一定的時間間隔重復地接通和斷開,在開關元件接通時輸入電源Vi通過開關S和濾波電路向負載RL提供能量,當開關S斷開時,電路中的儲能裝置(L1、C2、二極管D組成的電路)向負載RL釋放在開關接通時所儲存的能量,使負載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量。
VO=TON/T*Vi;
VO 為負載兩端的電壓平均值;TON 為開關每次接通的時間;T 為開關通斷的工作周期;
由式可知,改變開關接通時間和工作周期的比例,VO間電壓平均值也隨之改變,因此,隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便使輸出電壓VO維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比,這種方法稱為“時間比率控制”(TimeRationControl,縮寫為TRC)。
按TRC控制原理,有三種方式:
(1)脈沖寬度調制(PulseWithModulation,縮寫為PWM):開關周期恒定,通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。
(2)脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM):導通脈沖寬度恒定,通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。
(3)混合調制:導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定,彼此都能改變的方式,它是以上二種方式的混合。