1.2.1 串联开关稳压电源

串联开关稳压电源是指开关管串联在输入电压与负载电路之间的一种工作方式的开关稳压电源电路。

1. 组成特点

串联型开关稳压电源组成方框图如图1-2所示。其主要由开关管、取样电路、比较放大电路、基准电路、脉冲调宽电路等组成。

（1）稳压过程

当输入的交流电压或负载电流发生变化时，就会使输出电压uo发生变化。这一变化的电压，由取样电路将变化量取出后与基准电压进行比较，得到的误差电压经比较放大器放大以后，去控制（即调制）开关脉冲的宽度，以使输出的直流电压稳定。

由以上分析可看出，脉冲调宽电路的作用，就是对开关脉冲的宽度进行调制，也就是用误差电压作为调制信号，使开关脉冲宽度受误差电压的控制。

（2）特点

串联型开关稳压电源的效率较高，而且工作效率与输入电压ui的大小无关。不过，由于串联开关稳压电源未使用电源变压器，且其开关管的输入端和整流滤波电路输出的直流电压直接相连（整流滤波电路通常是直接将市电220 V交流电压整流滤波后输出的），故电路地线往往会带电，属于热底板方式。

2. 基本电路

串联式开关电源的基本电路如图1-3所示。在该电路中，VT1为开关管，VD1为续流二极管，L为储能电感器，C为滤波电容器，RL为负载电阻器。

开关管VT1串联在输入电压ui与负载RL之间。当开关管VT1的基极有开关脉冲信号输入时，开关管就会周期性地开关而处于饱和导通和截止两种状态。

二极管VD1的作用与彩色电视机行输出电路中的阻尼二极管十分类似，与开关管处于相反的工作状态。当开关管VT1导通时，VD1二极管则截止；而当开关管VT1截止时，VD1则导通，由此就可使RL负载中有连续的电流通过。正是VD1的这种续流特性，通常称其为续流二极管。

设置了VD1二极管，不仅提高了电路的工作效率，而且也改善了输出直流电压中的纹波。

（1）VT1基极输入正脉冲

当开关管VT1的基极有正脉冲输入时，VT1就会正偏饱和导通，其c-e（集电极与发射极）之间电压降近似为0 V，开关管导通后，输入的ui电压（整流滤波后的电压）分为两路：

① 一路加到续流二极管VD1的负极上，使其反偏截止；

② 另一路经L、C、RL形成回路，回路电流经L对电容器C进行充电，也对RL负载供电。由于电感器是一种储能元件，故当该回路中有电流流入（或电流断开）时，电感器会以磁场能的形式将能量储存起来。

（2）VT1基极输入负脉冲

当开关管VT1的基极有负脉冲时，VT1就会反偏截止，从而切断了输入电压 ui向负载供电的通路。但由于电感器中的电流不会突变，在电感器中会感应出右正、左负的电压。该电压就会使续流二极管正偏导通，储存在电感L中的能量就会通过VD1导通的二极管继续向电容器C充电，同时也为负载提供工作电流，也就是电感器中储存的磁能被转换为电容器的电能或向负载释放，以维持负载电流的连续性。

在图1-3所示电路中，由电感器L和电容器C构成的LC滤波电路具有很好的滤波特性，用于滤除输出直流电压中的开关脉冲频率的纹波及其谐波分量，以使开关电源输出的直流电压更加纯净。