開(kāi)關(guān)電源是怎么穩(wěn)壓輸出的

開(kāi)關(guān)電源，也被稱為交換式電源或開(kāi)關(guān)模式電源供應(yīng)器（SMPS），是一種高效的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備。與傳統(tǒng)的線性電源相比，它能夠在提供穩(wěn)定輸出電壓的同時(shí)，保持更高的能效。開(kāi)關(guān)電源通過(guò)使用電力電子開(kāi)關(guān)元件（如晶體管）進(jìn)行快速的開(kāi)關(guān)操作來(lái)控制能量的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。

開(kāi)關(guān)電源通常接收交流電（AC）輸入，首先通過(guò)濾波電路去除噪聲，然后通過(guò)整流器將交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)的直流電（DC）。

以TOP258電源芯片為例，這是由PI公司生產(chǎn)的一種電源管理芯片。在典型的應(yīng)用中，TOP258與光耦合器PC817和TL431可控精密穩(wěn)壓源聯(lián)合使用，共同維持一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。在此配置中，電阻R25和R11充當(dāng)反饋元件，將輸出電壓的信息回傳給TL431。

TL431的作用相當(dāng)于具有內(nèi)部2.5V參考電壓的差分放大器。它與PC817光耦合器一起構(gòu)建成一個(gè)光耦反饋電路。其工作原理如下：

當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，這個(gè)變化通過(guò)R25和R11這兩個(gè)電阻形成的分壓器被采樣，并與TL431內(nèi)部的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓做比較。比較結(jié)果在TL431的陰極形成一個(gè)誤差電壓，導(dǎo)致發(fā)光二極管（LED）的工作電流IF產(chǎn)生相應(yīng)的改變。這個(gè)改變通過(guò)光耦合器傳遞，影響控制端電流IC的大小。隨后，TOP258會(huì)調(diào)整其輸出的占空比，以此來(lái)穩(wěn)定輸出電壓，確保其保持在設(shè)定值。

因此，開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓機(jī)制是基于反饋電壓來(lái)控制開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。有些芯片除了具備電壓反饋環(huán)路外，還集成了電流環(huán)路，如UC3843，它們利用閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高精度的穩(wěn)壓輸出。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源通過(guò)輸入階段的整流濾波、高頻斬波、變壓器的變換與隔離、次級(jí)的整流濾波，以及反饋控制和PWM調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。這些過(guò)程協(xié)同工作，確保了即使在輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載變化的情況下，輸出電壓也能保持穩(wěn)定。此外，現(xiàn)代開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)還注重提高能效和減小體積，使其成為現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的組件。