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以上4种工作方式统称为“时间比率控制”（简称TRC）方式，其中以PWM控制器应用广。

需要指出的是，PWM控制器既可作为一片独立的集成电路使用（例如UC3842型脉宽调制控制器），亦可被集成在开关稳压器中（例如LM2596型开关稳压器集成电路），或集成在开关电源中（例如TOP271型单片开关电源集成电路）。其中，开关稳压器属于DC/DC变换器，开关电源一般为AC/DC变换器。

二、脉宽调制控制器的基本原理

开关电源的电路比较复杂，其基本构成主要由以下5部分构成：①输入整流滤波器：包括从交流电到输入整流滤波器的电路；②功率开关管VT及高频变压器T；③控制电路（PWM控制器），含振荡器、基准电压源（UREF）、误差放大器和PWM比较器，控制电路能产生脉宽调制信号，其占空比受反馈电路的控制；④输出整流滤波器；⑤反馈电路。除此之外，还需增加偏置电路、保护电路等。其中，PWM控制器为开关电源的核心。

与线性电源相比，尽管开关电源的设计比较复杂，某些性能指标还比不上线性电源，且噪声较大，但开关电源的主要优势体现在电源效率、体积和重量等方面。尤其是构成大功率稳压电源时，在相同的输出功率条件下其体积比线性电源大为减小，成本也显著降低。

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高频开关电源在脉冲放电废水处理中也得到了广泛应用，利用强脉冲放电所产生的等离子体能够高密度储存能量并具有高膨胀效应，能形成强烈的热能、膨胀压力热能、光能、声能和辐射能，进而在水中产生各种游离基。这些活性游离基可以破坏工业废水中的有害物

（2）逆变器（DC－AC）　它是将直流电转换成交流电的开关变换器，有的称其为变流器，是交流输出开关电源和不间断电源（UPS）的主要部件。

（3）开关整流器（AC－DC）　它是将交流电转换成直流电的一种电源装置，这种变换器其变换过程应该理解为交流—直流—交流—直流（AC－DC－AC－DC）。

（4）交流—交流变频器（AC－AC）　它是将一种频率的交流电直接转换成另一种恒频或可变频率的交流电，或是将变频交流电直接转换成恒频交流电的变换装置。

4.按输入与输出是否隔离分类

（1）隔离式开关变换器　它用高频变压器将变换器的一次侧（输入）与二次侧（输出）隔离。这种变换器结构主要有单端正激式变换器、单端反激式变换器、中心抽头式（推挽）变换器、半桥式变换器、全桥式变换器。

（2）非隔离式开关变换器　它在电气上输入与输出不隔离，输入与输出共用一个公共端。这种变换器结构主要有降压型（Buck）变换器、升压型（Boost）变换器、降压—升压型（Buck－Boost）变换器以及它们的组合变形电路，如Cuk变换器频调制式开关电源特别适合于便携式设备，它能在低占空比、低频的条件下，降低控制芯片的静态电流。

能减小其存储元件的体积。在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能。因此，高频化是开关电源的主要发展方向。

4.高可靠性

开关电源的寿命主要由电解电容、光耦合器及风扇的器件决定，所以，要从设计方面着眼，尽可能使用较少器件，提高集成度。另外，发热也是影响开关电源寿命的重要原因。随着开关电源效率的不断提高，开关电源的发热量越来越小，这大大提高了开关电源的使用寿命，现有的开关电源的平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures，MTBF）可以达到几百万小时，而且随着新材料、新工艺不断被采纳，开关电源的可靠性会进一步提高。

5.标准化工作

模块电源产品走势日趋模块化、标准化，并以积木式结构组成分布式供电系统，封装式

由于和线性电源相比，开关电源在绝大多数性能指标上都具有很大的优势。因此，目前除了对直流输出电压的纹波要求极高的场合以外，开关电源已经全面取代了线性电源。计算机、电视机、各种电子仪器的电源几乎都已是开关电源一统天下。

作为电子装置的供电电源，线性电源主要用于小功率范围。因此，在20世纪80年代以前，作为线性电源的更新换代产品，开关电源也主要用于小功率场合。那时，中大功率直流电源仍以晶闸管相控电源为主。但是，80年代起，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的出现打破了这一格局。

IGBT可以看成是MOSFET和BJT复合而成的器件。和BJT相同，它们都主要应用于中等功率场合，但IGBT工作频率更高，且属于电压驱动型器件，易于驱动，具有突出的优点而没有明显的缺点。因此，IGBT迅速取代了昙花一现的BJT，而成为中等功率范围的主流器件，并且不断向大功率方向拓展其生存空间。

IGBT的出现使得开关电源的容量不断增大，在许多中等容量范围内迅速取代了相控电源。在通信领域，早期的48V基础电源几乎都是采用的晶闸管相控电源，现在已逐步被开关电源所取代。电力系统的操作用直流电源以前也是采用晶闸管相控电源，目前开关电源已经成为其主流。此外，电焊机、电镀装置等传统的晶闸管相控电源的应用范围，也逐步被开关电源所蚕食。

如前所述，开关频率的提高可以使电源体积减小、重量减轻，但却使得开关损耗增大，电源效率降低。另外，开关频率的提高也使得电源的电磁干扰问题变得突出起来。为了解决这一问题，20世纪80年代出现了采用准谐波技术的零电压开关电路和零电流开关电路，这种技术被称为软开关技术。采用软开关技术，在理想情况下可使开关损耗降为零，提高效率，同时也使电磁干扰大大减小，因而也有助于进一步提高开关频率，使得电源进一步向体积小、重量轻、效率高、功率密度大的方向发展。经过近20年的发展，对于软开关技术的研究至今仍十分活跃，它也已经成为应用于各种电力电子电路的一项基础性技术。但是，迄今为止，软开关技术应用为成功的领域仍然是开关电源领域。

以往的大容量蓄电池充电装置多用硅二极管和晶闸管整流电源。采用开关电源对蓄电池充电，不仅体积小、质量轻，可以实现计算机或单片机控制，充电参数更符合蓄电池接受率，充电效率高，能实现快速充电，而且可以提高蓄电池的使用寿命。作为蓄电池能量再生工具的开关电源充电机，具有很好的应用市场，尤其是给电动汽车电池充电。

8.在风能、太阳能发电中的应用

风能、太阳能是一种可再生能源，对于节约能源和减少环境污染具有重要意义。在风能、太阳能发电系统中应用到DC－DC和DC－AC开关变换器，因其体积小、质量轻、效率高、噪声低而备受青睐。

9.在电动机调速中的应用

全世界用电量中约有60%是通过电动机消耗掉的。如何使电动机工作在高效状态，具有重大的意义。开关电源变频器在该领域可以发挥重要作用。

10.在军事装备中的应用