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第3章自激式开关电源的原理与应用

自激式开关电源利用调整管、变压器辅助绕组构成正反馈通路，实现自激振荡，再借助反馈

信号稳定电压输出。由于调整管兼作振荡管，所以无须专设振荡器，故所用的元器件较少，电

路简单、成本低，在一定程度上简化了电路。由于自激式开关电源经济实用，目前仍有较多的电

子设备采用自激式开关电源，比如手机充电器、打印机、自动化仪器仪表、电视机和显示器等。

本章拟在讲述自激式开关电源基本电路的基础上，以几种变压器耦合型自激式开关电源的电

路实例为载体，配合关键点的测试波形，剖析它们的工作原理，希望引领读者进入开关电源的万

千世界。

3-1自激式开关电源的工作原理

3.1.1自激式开关电源的特点

1．自激式开关电源

现在所有由市电供电的AC-DC设备，几乎全部采用变压器耦合型开关电源，也称为隔离型开

关电源。功率管周期性通断，控制开关变压器初级绕组存储输入电源的能量，通过次级绕组进行

能量释放。显然，开关电源的输入与输出是通过变压器的磁耦合传递能量的。由于变压器绕组

之间是绝缘的，因此初次级绕组完全隔离，即“热地”和“冷地”是绝缘的，且绝缘电阻和抗电

强度均可达到很高，这一特点对用电安全尤为重要。

若开关管的激励脉冲是由变压器辅助绕组与开关管构成的正反馈环路自激振荡产生的，称为

自激式开关电源。由于自激式开关电源的调整管兼作振荡管，因此无须专设振荡器。除非特别说

明，本书讲述的自激式开关电源均是指自激式变压器耦合型开关电源，下面就介绍这方面的知

识。

2．自激式开关电源的特点

（1）自激式开关电源结构简单，生产制造成本低廉。

（2）自激式开关电源的脉冲信号是自激振荡产生的，是一种非固定频率的变换电路，随输

入电压和负载变化而变化，轻载时开关频率较高或间歇振荡，满载时频率会自动降低。

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（3）自激式开关电源在占空比发生改变时，开关管的与相对值发生变化，因此

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变化范围较小，一般小于50%。

（4）自激式开关电源具备一定的自保护功能，一旦负载过重，必然破坏反馈条件，振荡将

因损耗过大而减少或和间歇振荡，因此保护电路比较简单，这是自激式开关电源的一大优点。

（5）自激式开关电源的电流峰值高、纹波电流大，由于工作频率随输入电压和负载电流变

化而变化，在高功率、大电流工作时稳定性差，故仅适宜60W以下的小功率场合。由于许多办公

设备、手机充电器和仪器仪表等在这个功率范围之下，故自激式开关电源的使用相当普遍。

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3.1.2自激式开关电源的工作原理

如图3-1所示为自激式开关电源的基本电路。U是输入交流电压经整流的直流电压；C是

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整流电压的滤波电容；R是启动电阻；VT是功率开关管；R、C与变压器辅助绕组构成VT

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的振荡电路；T是开关变压器，初绕绕组用于储能及初、次级组能量耦合，辅助绕组产生正反馈

信号；整流二极管VD和C组成整流滤波电路，输出平滑的直流电压U给负载R供电。

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图3-1自激式开关电源的基本电路

初始上电时，电阻R给VT提供在启动电流开始导通。VT一旦导通，变压器T初级绕组因