开关电源原理是什么？ - 网站源码_资源分享

2021 常用的笔记本电脑控制器和智能手机插座是电阻结构设计的示例。最简单的电阻结构设计电阻可能将是电子零件拍、LED手电、小刀和节能灯管的警示灯里头的电阻。俺有两个很有名的共振频率计，它里头也有电阻结构设计。

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TNUMBERFKSPICE结构设计与模拟

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只不过那个难题是能用电阻模拟的范例来部份答疑的。

电阻结构设计（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一個電壓，透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。电阻结构设计的輸入多半是市電或是直流電，輸出多半是需要直流的設備，如电脑。

电阻结构设计的基本基本原理是磁场和/或电场能量之間的轉換。

电阻结构设计不同於线性控制器，常用的电阻结构设计利用半导体的全開模式（饱和区）及全閉模式（截止区）有低耗散的特點，比較節省能源，產熱少。如果需要稳压，是透過調整半导体的通及斷路時間來达到。相反，非低压差的线性電源功率管工作在放大区，压降相对比较大，更多電能变成热耗散。

电阻结构设计的高轉換效率是最大优点，同时因為开关频率高，能用小尺寸、輕量的储能电感包括变压器，电阻结构设计尺寸更小，重量更轻。不但减少能耗，更加能为厂家和国家节省自然资源，例如铜、铁、铝甚至石油……

利用电感和电容的工作特点，电阻结构设计既能升压也能降压。单电池LED手电是两个简单的示例。

俺还能举两个 ZVS 谐振开关的模拟实例。逆变器只不过也能算是电阻结构设计的范畴。

逆变器（又称反流器、反用换流器；Inverter）是两个利用电阻将直流电（DC）变换成交流电（AC）的器件，目的与整流器相反（AC转DC）.

抽象来看，逆变器是把相对恒定的直流电通过电阻的调制（自激或者它激振荡）输送给电感然后通过互感传输到负载的两个过程。也是（相对）恒定电场能量转换成交变电场能量再转换成磁场能量再转换成交变电场能量的过程。

前面说到半导体当开关，只不过历史上也有机械式的电阻结构设计，用在很早期的汽车上，如果您去翻找资料的话。另外还有电子管的电阻结构设计，只不过很少见罢了。

飞机上的交流电是美国的标准， 400Hz AC 115Vrms, 如果要供给普通用户的 50/60Hz 插座就需要变频。轮船/邮轮/渡轮上也是这样的应用场合。汽车上的 12/24V 要供给笔记本电脑电脑也需要类似的转换。

跑题了。说回电阻。哦对了，电子零件拍。

关于 LTspice 的一些读物

SPICE Using OrCAD PSPICE, WINSPICE or LTSPICE

这是 Dr. Lynn Fuller 博士撰写的长达 70 页的介绍，读一下绝对有收获。

http://people.rit.edu/lffeee/SPICE_OrCAD_WinSPICE_Fuller.pdf https://vdocuments.site/spice-orcad-winspice-rit-peoplepeopleritedulffeeespiceorcadwinspicefullerpdf2-9-2010.html https://docplayer.net/62762097-Spice-using-orcad-pspice-winspice-or-ltspice.html

『非法捕鱼』的电鱼机就是两个典型的范例。

** 别小看上面图中的电灯泡，它是两个 PTC, 如果您喜欢高大上有比格的名词。

比格高一些的就用上集成电阻了

经典的 500瓦 UPS 电基本原理图以及其他瓦数的 UPS / 逆变器电阻图

“基本原理是甚么”

那个需要从欧姆定律、电工基本原理、晶体管电阻（模拟和开关电阻）的知识，以及其他相关的大量内容，恐怕两个帖子说不完。

不如您先从安装两个免费的电阻模拟软件开始吧。。

LTspice

LTspice®是一款高性能 SPICE 模拟软件、电阻图捕获和波形观测器，并为简化模拟电阻的模拟提供了改进和模型。LTspice 的下载内容中包括了用于大多数 Analog Devices 开关稳压器、放大器的宏模型，以及用于一般电阻模拟的器件库。

LTspice | 结构设计资源 | 亚德诺半导体www.analog.com/cn/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

【** 注：Linear Technology 已经被 ADI 吞并】

LTspice IV 是一款高性能 Spice III 模拟器、电阻图捕获和波形观测器，并为简化开关稳压器的模拟提供了改进和模型。我们对 Spice 所做的改进使得开关稳压器的模拟速度极快，较之标准的 Spice 模拟器有了大幅度的提高，从而令用户只需区区几分钟便可完成大多数开关稳压器的波形观测。这里可下载的内容包括用于 80% 的凌力尔特开关稳压器的 Spice 和 Macro Model，200 多种运算放大器模型以及电阻器、晶体管和 MOSFET 模型。

Dr. Lynn Fuller 博士撰写的长达 70 页的介绍，读一下绝对有收获。

http://people.rit.edu/lffeee/SPICE_OrCAD_WinSPICE_Fuller.pdf

LTspice 模拟简单的三极管低压 ZVS

模拟模型

“复制代码” , 复制，贴进记事本，存成 “.asc”

然后用 LTSPICE 打开那个 “.asc” 文件，如果有乱码，麻烦您自己改一下。

Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE -1248 -352 -1376 -352 WIRE -1200 -352 -1248 -352 WIRE -1072 -352 -1200 -352 WIRE -800 -352 -992 -352 WIRE -1376 -288 -1376 -352 WIRE -1200 -240 -1200 -352 WIRE -1248 -208 -1248 -352 WIRE -1120 -192 -1136 -192 WIRE -992 -192 -1056 -192 WIRE -1376 -144 -1376 -208 WIRE -992 -128 -992 -192 WIRE -992 -128 -1024 -128 WIRE -848 -128 -992 -128 WIRE -752 -128 -848 -128 WIRE -1200 -80 -1200 -160 WIRE -1200 -80 -1280 -80 WIRE -1152 -80 -1200 -80 WIRE -1088 -80 -1152 -80 WIRE -752 -80 -752 -128 WIRE -1280 -48 -1280 -80 WIRE -640 -48 -704 -48 WIRE -848 0 -848 -128 WIRE -704 0 -704 -48 WIRE -640 0 -640 -48 WIRE -800 32 -800 -352 WIRE -752 32 -752 0 WIRE -752 32 -800 32 WIRE -1280 64 -1280 16 WIRE -1280 64 -1392 64 WIRE -1024 64 -1024 -32 WIRE -1024 64 -1280 64 WIRE -752 64 -752 32 WIRE -1392 96 -1392 64 WIRE -1280 96 -1280 64 WIRE -704 112 -704 80 WIRE -640 112 -640 80 WIRE -640 112 -704 112 WIRE -1024 128 -1024 64 WIRE -640 144 -640 112 WIRE -1280 176 -1280 160 WIRE -1248 176 -1248 -128 WIRE -1248 176 -1280 176 WIRE -1136 176 -1136 -192 WIRE -1136 176 -1248 176 WIRE -1088 176 -1136 176 WIRE -848 176 -848 64 WIRE -800 176 -848 176 WIRE -752 176 -752 144 WIRE -752 176 -800 176 WIRE -992 224 -1024 224 WIRE -800 224 -800 176 WIRE -800 224 -992 224 WIRE -1152 272 -1152 -80 WIRE -1120 272 -1152 272 WIRE -992 272 -992 224 WIRE -992 272 -1056 272 FLAG -1392 96 0 FLAG -1376 -144 0 FLAG -640 144 0 SYMBOLnpn -1088-128 R0 SYMATTR InstName Q1 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL npn -1088 224 M180 SYMATTR InstName Q2 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL diode -1264 16 R180 WINDOW 0 24 64 Left 2 WINDOW 3 24 0 Left 2 SYMATTR InstName D1 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1296 96 R0 WINDOW 3 -25 105 Left 2 SYMATTR InstName D2 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL ind2 -768 -96 R0 WINDOW 0 -21 27 Left 2 WINDOW 3 23 -23 Left 2 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -768 48 R0 WINDOW 0 -37 64 Left 2 WINDOW 3 32 131 Left 2 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -688 96 R180 WINDOW 0 -26 110 Left 2 WINDOW 3 -35 169 Left 2 SYMATTR InstName L3 SYMATTR Value 30m SYMATTR Type ind SYMBOL voltage -1376 -304 R0 WINDOW 123 0 0 Left 2 WINDOW 39 0 0 Left 2 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 5 SYMBOL ind -1088 -336 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L4 SYMATTR Value 10m SYMBOL cap -864 0 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 100n SYMBOL diode -1120 -176 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D3 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1120 288 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D4 SYMATTR Value 1N914 SYMBOLres -1216-256 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 999 SYMBOLres -1232-112 R180 WINDOW 0 36 76 Left 2 WINDOW 3 36 40 Left 2 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 1000 SYMBOL res -656 -16 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 1000k TEXT -760 216 Left 2 !K1 L1 L2 L3 1 TEXT -1484 250 Left 2 !.tran 0 1 0 1e-9 startup

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然后用 LTSPICE 打开那个 “.asc” 文件，如果有乱码，麻烦您自己改一下。

LTspice 模拟 12v供电3000V输出

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然后用 LTSPICE 打开那个 “.asc” 文件，如果有乱码，麻烦您自己改一下。

Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE -1376 -352 -1488 -352 WIRE -1248 -352 -1376 -352 WIRE -1200 -352 -1248 -352 WIRE -1072 -352 -1200 -352 WIRE -800 -352 -992 -352 WIRE -1488 -288 -1488 -352 WIRE -1376 -288 -1376 -352 WIRE -1200 -240 -1200 -352 WIRE -1248 -208 -1248 -352 WIRE -1120 -192 -1136 -192 WIRE -992 -192 -1056 -192 WIRE -1488 -176 -1488 -224 WIRE -1376 -176 -1376 -208 WIRE -1376 -176 -1488 -176 WIRE -1376 -144 -1376 -176 WIRE -992 -128 -992 -192 WIRE -992 -128 -1024 -128 WIRE -848 -128 -992 -128 WIRE -752 -128 -848 -128 WIRE -1200 -80 -1200 -160 WIRE -1200 -80 -1280 -80 WIRE -1152 -80 -1200 -80 WIRE -1088 -80 -1152 -80 WIRE -752 -80 -752 -128 WIRE -1280 -48 -1280 -80 WIRE -1088 -48 -1088 -80 WIRE -1072 -48 -1088 -48 WIRE -640 -48 -704 -48 WIRE -1200 -32 -1200 -80 WIRE -848 0 -848 -128 WIRE -704 0 -704 -48 WIRE -640 0 -640 -48 WIRE -800 32 -800 -352 WIRE -752 32 -752 0 WIRE -752 32 -800 32 WIRE -1280 64 -1280 32 WIRE -1280 64 -1392 64 WIRE -1200 64 -1200 32 WIRE -1200 64 -1280 64 WIRE -1024 64 -1024 -32 WIRE -1024 64 -1200 64 WIRE -752 64 -752 32 WIRE -1280 80 -1280 64 WIRE -1392 96 -1392 64 WIRE -1200 96 -1200 64 WIRE -704 112 -704 80 WIRE -640 112 -640 80 WIRE -640 112 -704 112 WIRE -1024 128 -1024 64 WIRE -1072 144 -1088 144 WIRE -640 144 -640 112 WIRE -1280 176 -1280 160 WIRE -1248 176 -1248 -128 WIRE -1248 176 -1280 176 WIRE -1200 176 -1200 160 WIRE -1200 176 -1248 176 WIRE -1136 176 -1136 -192 WIRE -1136 176 -1200 176 WIRE -1088 176 -1088 144 WIRE -1088 176 -1136 176 WIRE -848 176 -848 64 WIRE -800 176 -848 176 WIRE -752 176 -752 144 WIRE -752 176 -800 176 WIRE -992 224 -1024 224 WIRE -800 224 -800 176 WIRE -800 224 -992 224 WIRE -1152 272 -1152 -80 WIRE -1120 272 -1152 272 WIRE -992 272 -992 224 WIRE -992 272 -1056 272 FLAG -1392 96 0 FLAG -1376 -144 0 FLAG -640 144 0 SYMBOL ind2 -768 -96 R0 WINDOW 0 -21 27 Left 2 WINDOW 3 23 -23 Left 2 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 1000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -768 48 R0 WINDOW 0 -37 64 Left 2 WINDOW 3 32 131 Left 2 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 1000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -688 96 R180 WINDOW 0 -26 110 Left 2 WINDOW 3 -35 169 Left 2 SYMATTR InstName L3 SYMATTR Value 50m SYMATTR Type ind SYMBOL voltage -1376 -304 R0 WINDOW 123 0 0 Left 2 WINDOW 39 12 -15 Left 2 SYMATTR SpiceLine Rser=0.1 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 12 SYMBOL ind -1088 -336 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L4 SYMATTR Value 300? SYMBOL cap -864 0 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 470n SYMBOLdiode -1120 -176R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D3 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1120 288 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D4 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL res -1216 -256 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 512 SYMBOL res -1232 -112 R180 WINDOW 0 36 76 Left 2 WINDOW 3 36 40 Left 2 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 510 SYMBOLres -656-16 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 100k SYMBOL nmos -1072 -128 R0 SYMATTR InstName M1 SYMATTR Value IRF530 SYMBOLnmos -1072224 M180 SYMATTR InstName M2 SYMATTR Value IRF530 SYMBOLzener -118432 R180 WINDOW 0 24 64 Left 2 WINDOW 3 71 132 Left 2 SYMATTR InstName D5 SYMATTR Value BZX84C12L SYMBOL zener -1216 96 R0 WINDOW 3 -106 109 Left 2 SYMATTR Value BZX84C12L SYMATTR InstName D6 SYMBOL res -1264 48 R180 WINDOW 0 36 76 Left 2 WINDOW 3 36 40 Left 2 SYMATTR InstName R4 SYMATTR Value 10K SYMBOL res -1264 176 R180 WINDOW 0 36 76 Left 2 WINDOW 3 36 40 Left 2 SYMATTR InstName R5 SYMATTR Value 10K SYMBOLcap -1504 -288R0 SYMATTR InstName C2 SYMATTR Value 1m TEXT -760 216 Left 2 !K1 L1 L2 L3 1 TEXT -1488 248 Left 2 !.tran 0 1 0 1e-9 startup

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然后用 LTSPICE 打开那个 “.asc” 文件，如果有乱码，麻烦您自己改一下。

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