隨著開關電源在計算機、通信、航空航天、儀器儀表及家用電器等方面的廣泛應用， 人們對其需求量日益增長， 并且對電源的效率、體積、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。開關電源以其效率高、體積小、重量輕等優勢在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的線性電源。電力電子技術的發展，特別是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速發展，將開關電源的工作頻率提高到相當高的水平，使其具有高穩定性和高性價比等特性。開關電源技術的主要用途之一是為信息產業服務。信息技術的發展對電源技術又提出了更高的要求，從而促進了開關電源技術的發展。開關電源的高頻變換電路形式很多， 常用的變換電路有推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。其中， 在半橋式變換器電路中， 變壓器初級在整個周期中都流過電流， 磁芯利用得更加充分。本文介紹了一款基于PWM技術的半橋式開關穩壓電源。給出了高頻變壓器、PWM控制及驅動電路的詳細設計方法及設計思路，并用該方法設計了一臺輸出電壓可自由調節的開關穩壓電源。

　　1.1 開關穩壓電源的性能特點

　　1.1.1開關穩壓電源的優點

　　1.1.1.1內部功率損耗小，轉換效率高

　　在開關穩壓電源原理框圖中，開關功率管V在PWM驅動信號的驅動下，交替地工作在導通-截止與截止-導通開關狀態，轉換速度非常快，頻率一般可高達100kHz左右。在一些電子工業發達國家，可以做到MHz以上。這便使得開關功率管V上的功率損耗大為減小，儲能電感的電感量大為減小，儲能效率大為提高，從而使整個開關穩壓電源的轉換效率得到大幅度的提高，其轉換效率可高達90％左右［1］。

　　1.1.1.2體積小，重量輕

　　從開關穩壓電源的原理電路圖中我們可以清楚地看出，這里沒有采用笨重的工頻變壓器。由于開關功率管V工作在開關狀態，因此其本身的功率損耗大幅度地降低，這就省去了較大的散熱器。另外由于電路的工作頻率比線性穩壓電源中的50Hz工頻高了好幾個數量級，因此濾波效率大大提高，濾波電容的容量也大為減小。這三方面的原因，就使得開關穩壓電源具有體積小，重量輕的顯著優點。

　　1.1.1.3穩壓范圍寬，線性調整率高

　　開關穩壓電源的輸出電壓是由PWM/PFM（脈頻調制）驅動信號的占空比來調節的，輸出電壓由于輸入信號電壓的變化而引起的不穩定，可以通過調節脈沖寬度或脈沖頻率來進行補償。這樣，在輸入工頻電網電壓變化較大時，它仍能夠保證有非常穩定的輸出電壓。因此，開關穩壓電源除具有穩壓范圍寬的優點外，還具有穩壓效果好和線性調整率高的優點。此外，由于改變占空比的方法有脈寬調制型和脈頻調制型兩種，因此開關穩壓電源不僅具有以上所說的優點，而且實現穩壓的方法和技術也較多，設計人員可以根據實際應用的要求和需要，靈活地選用各種類型的開關穩壓電源電路。

　　1.1.1.3濾波效率大為提高，濾波電容的容量和體積大為減小

　　開關穩壓電源的工作頻率目前基本在5kHz以上，是線性穩壓電源工作頻率的1000倍以上。因此，開關穩壓電源整流后的濾波效率也幾乎提高了1000倍左右。就是采用半波整流后加電容濾波，濾波效率也比線性穩壓電源高500倍左右。在要求有相同輸出紋波電壓的情況下，采用開關穩壓電源時，濾波電容的容量只是線性穩壓電源中濾波電容容量的1/500～1/1000。

　　1.1.1.3電路形式靈活多樣，選擇余地大

　　有自激式和它激式，有調寬型和調頻型，有單端式和雙端式，等等。

　　1.1.2開關穩壓電源的缺點

　　1.1.2.1開關穩壓電源存在著較為嚴重的開關噪聲和干擾

　　在開關穩壓電源電路中，由于開關功率管工作在開關狀態，因此它所產生的高頻交流電壓和電流將會通過電路中的其他元器件產生尖峰干擾和諧振噪聲，這些干擾和噪聲如果不采取一定的措施進行抑制、消除和屏蔽，就會嚴重地影響整機的正常工作。此外，由于開關穩壓電源電路中的振蕩器沒有工頻降壓變壓器的隔離，因此這些干擾和噪聲就會竄入工頻電網，使附近的其他電子儀器、設備和家用電器受到嚴重的干擾。而且這種高頻干擾還會通過開關穩壓電源電路中的磁性元件（如電感和開關變壓器等）輻射到空間，使周圍的其他電子儀器、設備和家用電器也同樣受到嚴重的干擾。

　　1.1.2.2電路結構復雜，不便于維修

　　對于無工頻變壓器的開關穩壓電源電路中的高壓、高溫電解電容，高反壓、大電流功率開關管，高頻開關變壓器的磁性材料，高反壓、大電流、快恢復肖特基二極管等器件，在我們國家還處于研究、開發和試制階段。在一些技術發達的國家，開關穩壓電源雖然有了一定的發展，但在實際應用中也還存在著一些問題，不能令人十分滿意。這就暴露出了開關穩壓電源的另一個缺點，那就是電路結構復雜，故障率高，維修麻煩。對此，如果設計者和生產者不予以充分重視，它將直接影響開關穩壓電源的推廣應用。

　　1.1.2.3成本高，可靠性低

　　目前，由于國內微電子技術、阻容器件生產技術以及磁性材料燒結技術等與一些技術發達國家還有一定的差距，因此其造價和成本不能進一步降低，也影響到其可靠性的進一步提高。這就導致了在我國的電子儀器、儀表以及機電一體化設備中，開關電源還不能得到十分廣泛的普及與應用。