如何设计可靠的串联式开关电源？

图13-1a是串联式开关电源的工作原理图，图13-1a中U_i是开关电源的工作电压，即：直流输入电压；K是控制开关，R是负载。当控制开关K接通的时候，开关电源就向负载R输出一个脉冲宽度为T_on，幅度为U_i的脉冲电压U_p；当控制开关K关断的时候，又相当于开关电源向负载R输出一个脉冲宽度为T_off，幅度为0的脉冲电压。这样，控制开关K不停地“接通”和“关断”，在负载两端就可以得到一个脉冲调制的输出电压U_o。

图13-1b是串联式开关电源输出电压的波形，从图中看出，控制开关K输出电压U_o是一个脉冲调制方波，脉冲幅度U_p等于输入电压U_i，脉冲宽度等于控制开关K的接通时间T_on，由此可求得串联式开关电源输出电压U_o的平均值U_a为：

图13-1 串联式开关电源

a）串联式开关电源的工作原理 b）输出电压的波形

式中，T_on为控制开关K接通的时间，T为控制开关K的工作周期。

改变控制开关K接通时间与关断时间的比例，就可以改变输出电压U_o的平均值U_a。一般都把称为占空比，用D来表示，即(www.xing528.com)

或者

串联式开关电源输出电压U_o的幅值U_p等于输入电压U_i，其输出电压U_o的平均值U_a总是小于输入电压U_i，因此，串联式开关电源一般都是以平均值U_a为变量输出电压。所以，串联式开关电源属于降压型开关电源。

串联式开关电源也有可称为斩波器，由于它工作原理简单，工作效率很高，因此其在输出功率控制方面应用很广。例如，电动摩托车速度控制器以及灯光亮度控制器等，都是属于串联式开关电源的应用。如果串联式开关电源只单纯用于功率输出控制，电压输出可以不用接整流滤波电路，而直接给负载提供功率输出；但如果用于稳压输出，则必须要经过整流滤波。

串联式开关电源的缺点是输入与输出共用一个地，因此，容易产生EMI干扰和底板带电，当输入电压为市电整流输出电压的时候，容易引起触电，对人身不安全。