什么是开关电源？——开关管的控制原理

之前几天，我们聊了开关电源的前面几个部分，分别是输入滤波，整流电路，开关管和开关变压器

今天我们一起来了解一下开关电源最难理解的部分：开关管控制电路

开关管控制电路的核心是脉宽调制信号（PWM信号）发生电路

这个脉宽控制信号产生电路也有很多的种类

大概分为自激式和集成电路芯片两种。

我们目前常用的是PWM芯片电路，下面就以PWM控制芯片组成的开关电源为例，来分享开关管被控制的过程。

开关电源开关管控制简图

估计有不少的朋友会问，什么是脉宽调制？PWM是啥意思？

这是一个非常重要的知识点，他涉及到开关管控制的微观原理。

脉冲宽度调制技术的英语表达：

Pulse width modulation，缩写成：PWM。

它的实质就是利用微处理器的数字输出一组固定频率的脉冲来对模拟电路进行控制的一种技术。

通过改变脉冲的的宽度达到改变输出电压的目的。

脉宽调制输出不同占空比脉冲

上面这个官方表达有点令人难以理解，

我们就用大白话来描述一下，

脉宽调制就是通过一个电路完成以下功能：

每秒钟固定发出多少组开通和关断的信号（频率固定），

同时可以调节开通和关断的时间（占空比可调），

用这个信号去控制开关管，

从而达到调节输出电压的目的。

需要注意：

这里每秒钟发多少组脉冲（开通和关断一次算一组脉冲）是固定的，

这也就确定了每次开通的时间+断开的时间=总和时间是固定的。

比如每秒钟100次（等于100HZ），

每一组脉冲的时间是100/1秒=10MS，

在这10MS内必须完成一次开通和关断。

但是开通时间和断开时间是可以调节的，脉宽控制这个电路是主动调节开通时间的，

当总时间固定了的前提下，开通时间变化自然影响关断时间。

如果开通时间长了，断开的时间自然就短了，反之亦然。

不明白看看下图就明白了！

灰色部分为开通时间

不同脉宽占空比示意图

这个开通的时间和这个总时间的比值就是传说中的占空比！

占空比简单的理解就是：开通时间所占脉冲总时间的比例值。

通过每秒钟固定多少次的开通和关断脉冲去控制开关管（通过开关变压器耦合），

在开关变压器次级获得设计需要的基本电压，

如果实际电压和设计电压有出入，

就根据反馈信号，调节每次脉冲的开通时间（占空比），

使实际电压和设计电压一致。

如果实际电压高于设计电压就调低占空比，

如果实际电压低于设计电压就调高占空比。

这就是逆变控制电路（开关管控制电路）的工作原理！

开关管控制芯片实际运用图

平常用到的脉宽控制芯片型号为UC3844,3843,3842等等，他们的主要功能一样，只是某些特性有点差别，维修的时候按型号更换就好!