開關(guān)模式電源又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個(gè)人電腦，而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。

開關(guān)電源不同于線性電源，開關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換，這兩個(gè)模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會(huì)有較高的耗散，但時(shí)間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開關(guān)電源本身是不會(huì)消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是通過調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時(shí)間來達(dá)到。相反的，線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會(huì)消耗電能。開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而且因?yàn)殚_關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關(guān)電源也會(huì)比線性電源的尺寸要小，重量也會(huì)比較輕。

開關(guān)電源芯片的工作原理核心是通過高頻開關(guān)控制(如PWM技術(shù))調(diào)節(jié)能量傳輸占空比，并通過反饋環(huán)路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。開關(guān)電源芯片的工作包含五個(gè)關(guān)鍵階段：

輸入濾波與整流：將交流或直流輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓，消除高頻噪聲(如通過整流橋和濾波電容)。

高頻開關(guān)控制：芯片內(nèi)部功率開關(guān)管(MOSFET等)由控制器驅(qū)動(dòng)，快速導(dǎo)通/關(guān)斷，將直流切割為高頻脈沖。

能量存儲(chǔ)與傳遞：在導(dǎo)通階段電感或變壓器儲(chǔ)能，關(guān)斷階段釋放能量至輸出端。

輸出濾波：通過電容和電感平滑脈沖，產(chǎn)生穩(wěn)定直流。

反饋調(diào)節(jié)：采樣輸出電壓并與基準(zhǔn)值比較，動(dòng)態(tài)調(diào)整占空比以維持穩(wěn)壓(典型芯片如UC3842、TL494)。

核心控制原理

PWM(脈寬調(diào)制)：通過改變開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間占空比DD控制輸出電壓，其他控制方式包括PFM(頻率調(diào)制)和混合模式。

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇：不同拓?fù)?如Buck、Boost、Flyback)決定輸入輸出關(guān)系及隔離需求。

軟/硬開關(guān)：硬開關(guān)效率較低但簡(jiǎn)單，軟開關(guān)(如LLC諧振)利用LC諧振降低損耗。

關(guān)鍵模塊功能

誤差放大器：比較輸出電壓采樣值與基準(zhǔn)電壓(如TL431)，生成誤差信號(hào)。

振蕩器：產(chǎn)生固定頻率波形作為PWM時(shí)間基準(zhǔn)。

驅(qū)動(dòng)電路：放大PWM信號(hào)以快速切換功率管。

保護(hù)電路：包含過壓(OVP)、過流(OCP)、過溫(OTP)保護(hù)，異常時(shí)關(guān)閉開關(guān)管。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點(diǎn)時(shí)，開關(guān)電源比線性電源要好。不過開關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會(huì)頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會(huì)產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開關(guān)電源沒有特別設(shè)計(jì)，其電源功率因數(shù)可能不高。

現(xiàn)代開關(guān)電源有兩種：一種是直流開關(guān)電源;另一種是交流開關(guān)電源。這里主要介紹的只是直流開關(guān)電源，其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源(粗電)，如市電電源或蓄電池電源，轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓(精電)。直流開關(guān)電源的核心是DC/DC轉(zhuǎn)換器。因此直流開關(guān)電源的分類是依賴DC/DC轉(zhuǎn)換器分類的。也就是說，直流開關(guān)電源的分類與DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類是基本相同的，DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類基本上就是直流開關(guān)電源的分類。

開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備，視聽產(chǎn)品，安防監(jiān)控，LED燈帶，電腦機(jī)箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。

以下是一些國(guó)產(chǎn)品牌平臺(tái)：

1.航嘉HKI060-2NB系列

覆蓋工業(yè)、商業(yè)及家用領(lǐng)域，以穩(wěn)定性和耐用性著稱，支持IoT設(shè)備超低待機(jī)功耗需求

2.德力西電氣SA系列通用開關(guān)電源?

采用進(jìn)口元器件，內(nèi)置EMI濾波器，抗干擾性能好，交流浪涌電流限制，輸出紋波小、噪音低、工作效率高 ，具有短路、過載、過壓保護(hù)功能，同時(shí)具有絕緣性能好、抗電強(qiáng)度高 ，工作溫度低，使用壽命長(zhǎng)，輸入電壓范圍寬，符合全球使用標(biāo)準(zhǔn)。

德力西電氣SA通用開關(guān)電源?產(chǎn)品參數(shù)及選型：

德力西電氣SA通用開關(guān)電源?文檔：
*附件：德力西電氣SA通用開關(guān)電源產(chǎn)品.pdf

3.正泰電工NXKY系列開關(guān)電源

NXKY 系列開關(guān)電源適用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、通信和監(jiān)控系統(tǒng)、儀器裝置和人工智能系統(tǒng)、半導(dǎo)體制造設(shè)備、LED 顯示屏、機(jī)械和電氣設(shè)備中，作為設(shè)備的控制電源、照明電源、信號(hào)電源。

符合標(biāo)準(zhǔn)：Q/ZT 305。

符合認(rèn)證：CE。

• 輸入電壓范圍（V）：85V~264V
• 輸出電壓（V）：12、24、36、48
• 輸出紋波及噪聲：12V≤150mV；24V、36V、48V≤200mV
• 輸出電壓穩(wěn)定度：12V：±1.5%；24V、36V、48V：±1%
• 負(fù)載穩(wěn)定度：12V：±1%；24V、36V、48V：±0.5%
• 電磁干擾：A級(jí)（工業(yè)級(jí)）

正泰電工NXKY系列開關(guān)電源優(yōu)勢(shì)/核心功能：

• 01 安全可靠
  • 過載、過壓、過溫、短路等多種保護(hù)功能全覆蓋，使用過程更安全
  • 金屬殼體配以新穎的立方體散熱孔外觀設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧了散熱效果
  • 線圈繞組真空浸漆絕緣處理，絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度更高
• 02 性能卓越
  • 工作效率高達(dá)90%
  • 全范圍電壓輸入85V~264VAC
  • 軟啟動(dòng)與PWM控制電路設(shè)計(jì)，有效降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊
  • -30℃~+70℃極限工作溫度，低溫不降容，輕松勝任各類環(huán)境
• 03 靈活應(yīng)用
  • LED指示電源啟動(dòng)，產(chǎn)品工作狀態(tài)一目了然
  • 30mm薄型設(shè)計(jì)，輕薄便攜、節(jié)省空間

正泰電工NXKY系列開關(guān)電源文檔：
*附件：NXKY 系列開關(guān)電源.pdf

4.深圳市集領(lǐng)電子500mA線性鋰電充電芯片JL4054D：

JL4054D是一款性能優(yōu)異的單節(jié)鋰離子電池恒流/恒壓線性充電器。JL4054D采用SOT23-5L封裝配合較少的外圍原件使 其非常適用于便攜式產(chǎn)品，并且適合給USB電源以及適配器電源供電。

基于特殊的內(nèi)部MOSFET架構(gòu)以及防倒充電路，兒L4054D不需要外接檢測(cè)電阻和隔離二極管。當(dāng)外部環(huán)境溫度過高或者在大功率應(yīng)用時(shí)，熱反饋可以調(diào)節(jié)充電電流以降低芯片溫度。充電電壓固定在4.2V，而充電電流則可以通過一個(gè)電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。當(dāng)充電電流在達(dá)到最終浮充電壓之后降至設(shè)定值的1/10，芯片將終止充電循環(huán)。

當(dāng)輸入電壓斷開時(shí)，兒4054D進(jìn)入睡眠狀態(tài)，電池漏電流將降到1uA以下。JL4054D還可以被設(shè)置于停機(jī)模式，此時(shí)芯片靜態(tài)電流降至25uA。

LL4054D還包括其他特性:欠壓鎖定，自動(dòng)再充電和充電狀態(tài)標(biāo)志。

JL4054D技術(shù)文檔：
*附件：JL4054D Rev. 1.0.pdf

下面介紹一些開關(guān)電源芯片的國(guó)外產(chǎn)商，開關(guān)電源芯片的主要國(guó)外廠商包括德州儀器（TI）、安森美、凌力爾特、意法半導(dǎo)體和英飛凌（Infineon）等?。

1. TI的TPS22996H-Q1

TPS22996H-Q1相關(guān)鏈接及文檔：http://www.www27dydycom.cn/d/6598968.html

*附件：tps22996h-q1.pdf

TPS22996H-Q1 是一款具有受控導(dǎo)通功能的雙通道負(fù)載開關(guān)。該器件包含兩個(gè) N 溝道 MOSFET，可在 0.6V 至 5.5V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并可支持每通道 4A 的最大連續(xù)電流。每個(gè)開關(guān)都由一個(gè)開和關(guān)輸入（ON1 和 ON2）獨(dú)立控制，該輸入可以直接與低壓控制信號(hào)接口。當(dāng)結(jié)溫高于閾值時(shí)，該器件能夠進(jìn)行熱關(guān)斷，從而關(guān)閉開關(guān)。當(dāng)結(jié)溫穩(wěn)定到安全范圍時(shí)，開關(guān)再次打開。該器件還提供一個(gè)集成的 230Ω 片上負(fù)載電阻器，用于在開關(guān)關(guān)閉時(shí)進(jìn)行快速輸出放電。

TPS22996H-Q1 的引腳可抵抗高濕度條件，這意味著該器件能夠在任何引腳對(duì) GND 或電源之間發(fā)生 100kΩ 短路的情況下工作。

TPS22996H-Q1 采用小型、節(jié)省空間的 2.1mm × 1.2mm 8-DYC 封裝。該器件的額定工作溫度范圍為 –40°C 至 125°C 的自由空氣溫度。

TPS1212-Q1電路圖

2.安森美的FDC6329L

安森美的FDC6329L的相關(guān)文檔：
*附件：FDC6329L-D.PDF

集成負(fù)載開關(guān)是使用onsemi專有的高電池密度DMOS技術(shù)生產(chǎn)的。這種非常高密度的工藝是專門為最小化導(dǎo)通電阻和提供卓越的開關(guān)性能而定制的。這些器件特別適用于需要低傳導(dǎo)損耗和易于驅(qū)動(dòng)的低壓高壓側(cè)負(fù)載開關(guān)應(yīng)用。

安森美的FDC6329L電路圖：

最后小編給大家再分享一下相關(guān)的技術(shù)博客：

TPS22924D 3.6V、2A、18.3mΩ 負(fù)載開關(guān)，3.6V 時(shí)具有 6200μs 的輸出放電和上升時(shí)間數(shù)據(jù)手冊(cè)

http://www.www27dydycom.cn/d/6613079.html

詳解開關(guān)電源各種波形的由來

http://www.www27dydycom.cn/d/6616899.html

開關(guān)電源開關(guān)管(MOS管)的幾種驅(qū)動(dòng)電路

http://www.www27dydycom.cn/d/6457021.html

常用的MOS做電源開關(guān)的電路分享

http://www.www27dydycom.cn/d/2755203.html

模塊電源陣列兩種串聯(lián)電壓調(diào)整電路的比較

http://www.www27dydycom.cn/d/6616937.html

DC/DC電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

http://www.www27dydycom.cn/d/6616888.html