可控硅直流稳压电源和开关电源的结构原理

    开关电源的主电路如下： 

    由电路可以看出，市电经整流滤波后变为311V高压，经K1~K4功率开关管有序工作后，变为脉冲信号加至高频变压器的初级，脉冲的高度始终为311V。当K1,K4开通时,311V高压电流经K1正向流入主变压器初级，经K4流出，在变压器初级形成一个正向脉冲。

    同理，当K2,K3开通时,311V高压电流经K3反向流入主变压器初级，经K2流出，在变压器初级形成一个反向脉冲。这样，在变压器次级就形成一系列正反向脉冲，经整流滤波后形成直流电压。当输出电压Uo较高时，脉冲宽度就宽，当输出电压Uo较低时，脉冲宽度就窄，因此开关管实际上是一个控制脉冲宽窄的装置。

    在没有特别体积要求的情况下，一般向用户提供晶体管线性直流电源，这主要是：

    1、晶体管线性直流电源精度好(优于开关电源或可控硅电源1—3个数量级)，适用多种场合，一般用户不会提出性能、精度、技术指标方面的问题。

    2、便于维修，因为多数用户都有熟悉晶体管线性直流电源的维修人员，也有这方面的备件。维修工具，有一只万用表即可基本解决问题，较为细心的电工亦可动手。

    3、维修后一般不留后遗症，故障能彻底排除，性能可完全恢复，只要正确使用，及时维修，一台电源使用10年是完全不成问题的。

    在没有特别体积要求的情况下，不向用户特别推崇开关电源，这主要是：

    1、目前制作开关电源所采用的各种PWM集成芯片，主要是从输出电压变化范围小，输出电流较为稳定的角度来设计的。但所谓PWM芯片，是一种脉宽调制器，当输出电压较高，输出电流较大时，电源内部的开关管开通时间较长而关断时间较短：

    而当输出功率较小时，脉冲宽度就较窄：

    但这种脉冲宽度不是可以无限制的变窄的，脉冲宽度的变化范围，即调节范围仅是10%—90%。这一特点决定了这种PWM芯片，并不适用于一个从0电压起调的所谓连续可调的电源。例如一台500V5A的开关电源，当它输出达500V5A时，控制脉冲最宽，形如：

    而当输出电压降至50V5A时，控制脉冲的宽度降到最宽脉冲的10%,形如：

    这已降到最窄了。

    如果输出电压电流继续下降，要求控制脉冲继续变窄，但PWM电路已无法满足，这时电路变为间歇工作,形如：

    脉冲时有时无，一阵一阵的，电源内会发出噪音，纹波等也会变大，电性能变差，所谓“低端不稳定”，事实上已经成为不合格品。为了解决这一问题，采取新的技术措施，才能较好地解决
2、开关电源具有污染电网和幅射干扰。在大功率开关电源附近插上一台收音机，收音机是无法收音的，对电视信号也会有干扰。有些单位的仪器仪表出现莫明其妙的干扰，和这种电网污染不无关系。对这种干扰和幅射，国家标准中都有严格规定。

    3、维修较为困难，整机报废的风险大。

    开关电源由于在高频下运行，频率越高，主变压器越小，但随着频率的升高，各种分布参数负面作用也明显的显露出来。因此要求分布参数越小越好，工艺设计精湛，引线尽量短，元器件尽量靠近。由于元件密集，给维修带来一定难度。另外，由于电路与线性电源截然不同，维修人员的技术素质要求较高，万用表已无济于事，要用示波器才能观察到电路各点的工作状态。

    更为重要的是，由于开关功率管处在高压下工作，一旦损坏一般都是4只，即全部坏光，发出响亮的爆炸声，而且进一步烧坏产生控制信号的脉冲变压器，因而又波及到印制板，几乎是烧了一片，只要有一如果这样，整个电源报废的风险就大了。

    4、由于目前国内外市场上能够买到的用于开关电源的主要元器件，如开关管，整流二结管，磁芯变压器等，其输出功率都极其有限，一般制作电压在300伏以下，功率在2KW—3KW之间的开关电源尚能应付，否则对如开关管，整流二结管，磁芯变压器等就要采取多个并联的办法来解决，这就大大地降低了整机的可靠性。一些厂家试图生产1000A的开关电源，其结果是损坏率高得惊人。因此开关电源在特种电源的行业内并无多大的用武之地。■