1.5　開關電源的相關術語

開關電源相關的術語很多，用來描述開關電源的工作原理、技術參數與相關技術等，下面介紹一些最基本的術語，供讀者參考。

（1）拓撲結構

開關電源的拓撲結構（Topology）是指功率變換器的電路結構，也就是DC/DC變換器的結構。拓撲結構不同，與之配套的PWM控制器類型和輸出整流/濾波電路也有差異。拓撲結構也基本決定了開關電源的工作原理及輸出特性。常見的拓撲結構有降壓式、升壓式、正激式、反激式、推挽式、半橋式和全橋式等十幾種。

（2）正激型/反激型

從能量傳輸的角度來說，凡是在功率開關管導通期間向負載傳輸能量的DC/DC變換器統稱為正激型變換器。除了典型的單端正激式變換器以外，降壓式、推挽式、半橋式和全橋式DC/DC變換器也屬于正激型變換器。

反激式DC/DC變換器（Flyback Converter），也稱回掃式變換器。這類DC/DC變換器是在功率開關管截止期間向負載傳輸能量的。除了典型的單端反激式變換器以外，升壓式DC/DC變換器和極性反轉式DC/DC變換器也屬于反激型變換器。

（3）連續模式/不連續模式

連續模式（Continuous Conducting Mode，CCM）也稱連續導電模式。這種模式下，在一個開關周期（T）內，電感電流（或電感存儲的磁場能量）始終大于零，其電感的電流波形如圖1-5-1（a）所示。由圖可見，在開關管導通（t_ON）期間，電感電流I_L是沿斜坡上升的；在開關管關斷（t_OFF）期間，電感電流沿斜坡下降。如果在開關管關斷期間電感的電流沒有下降到零，下個周期開關管導通時，電感電流就會重新上升，電感中的電流是連續的，不會中斷，因此稱之為連續模式。

不連續模式（Discontinuous Conducting Mode，DCM）也稱不連續導電模式或斷續模式。這種模式下，在一個開關周期（T）內，電感電流（或電感存儲的磁場能量）會下降到零，其電感的電流波形如圖1-5-1（b）所示。由圖可見，在開關管關斷（t_OFF）期間電感電流已經下降到零，在下一個開關周期開關管再次導通（t_ON）時，電感電流就會從零開始上升，電感中的電流是斷斷續續的，因此稱之為不連續模式或者斷續模式。

（4）PWM（脈寬調制）

脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation，PWM），簡稱脈寬調制，是開關電源中常用的一種調制控制方式。其特點是開關頻率f固定（即開關周期T不變），通過改變脈沖寬度，使開關電源的輸出電壓發生變化。

（5）占空比

占空比（Duty Cycle Ratio，符號為“D”）是描述脈沖寬度的一項參數，通常用百分數表示。在開關電源中，如果開關周期為T，功率開關管導通時間為t_ON，其占空比則為D=t_ON/T。根據開關電源的拓撲結構，占空比D的變化范圍通常為0~50%或者0~100%。

（6）基準電壓

基準電壓也稱參考電壓（Reference Voltage），是由基準電壓源產生的穩定不變的電壓，通常用U_REF表示。開關電源的輸出電壓是基準電壓的固定倍數，因為基準電壓是穩定的，所以輸出電壓也是穩定不變的。

（7）取樣/反饋電路

取樣電路是開關電源輸出電壓的檢測電路。取樣電路的作用是將輸出電壓的變化檢測出來，生成反饋電壓，送到誤差放大器，以便穩定輸出電壓。因此取樣電路也稱反饋電路。

（8）誤差放大器

誤差放大器（Error Amplifier）通常由運算放大器組成。誤差放大器將反饋電壓和基準電壓進行比較放大，最終通過PWM控制器改變功率開關管的占空比，使輸出電壓保持穩定不變。

（9）電壓模式/電流模式

電壓模式和電流模式是兩種PWM的控制模式。電壓模式只有一個控制環路，僅能通過輸出電壓的變化來控制PWM的占空比；電流模式除了電壓控制環路以外，還增加了一個電流控制環路，通過檢測功率開關管的電流變化來控制PWM的占空比。電流模式響應速度快，具有逐個脈沖電流限制功能，在中小功率開關電源中廣泛使用。

（10）吸收（緩沖）電路

開關電源在工作過程中，會產生很高的尖峰電壓，為了降低尖峰電壓造成的危害，需要加入阻容元件及超快恢復二極管組成的保護電路，以便將尖峰電壓的能量吸收掉。這類電路被稱為吸收電路，也稱緩沖電路。

（11）EMI濾波器

EMI是英文Electro Magnetic Interference（電磁干擾）的縮寫。EMI濾波電路由電感和電容組成，主要是對開關電源的電磁噪聲進行抑制，防止電源本身產生的高頻噪聲干擾電網中的其他電氣設備，同時也防止電網中的高頻雜波干擾電源本身。因此稱之為電磁干擾濾波器，即EMI濾波器。

（12）安全（安規）電容

安全電容（也稱安規電容）是指電容器失效后，不會導致短路，不危及人身安全的電容，主要包括X電容和Y電容兩種類型，在EMI濾波器中應用最多。安全電容一般選用金屬薄膜電容，其中X電容是跨接在電力線（火線L和零線N）之間的電容；Y電容是分別跨接在電力線和保護地（火線L和保護地E，零線N和保護地E）之間的電容，一般是成對出現的。X電容用于抑制差模干擾，Y電容用于抑制共模干擾。

（13）通用輸入電壓

通用輸入電壓是指開關電源的輸入電壓能夠覆蓋全球最低100V、最高240V的民用電源電壓范圍。為了留有安全余量，通常規定為90~260V或者85~265V。

（14）功率因數校正

功率因數校正（Power Factor Correction，PFC），是指通過附加電路元器件的方法，將開關電源輸入電流的窄脈沖波形轉化為與輸入電壓同頻、同相位的正弦波波形的技術，以便減小電網中的電流有效值，提高相關電力設備的利用率。其中包括無源PFC電路和有源PFC電路。無源PFC電路一般只能將功率因數提高到0.8左右，有源PFC電路可將功率因數提高到0.99。