開關(guān)電源的工作原理是：輸入電壓經(jīng)過濾波之后，被主電路轉(zhuǎn)換為脈沖電壓，脈沖電壓再經(jīng)過輸出端濾波后得到輸出電壓。同時(shí)輸出端設(shè)置采樣電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣反饋給控制電路，控制電路通過PWM調(diào)制控制主電路的狀態(tài)從而達(dá)到電壓穩(wěn)定輸出。

數(shù)字電源有多種定義。定義一：通過數(shù)字接口控制的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源的“通信”功能)。定義二：具有數(shù)字控制功能的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源的“數(shù)控”功能)。定義三：具有數(shù)字監(jiān)測功能的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源對(duì)溫度等參數(shù)的“監(jiān)測”功能)。上述三種定義的共同特點(diǎn)是“模擬開關(guān)電源的改造升級(jí)”，所強(qiáng)調(diào)的是“電源控制”，其控制對(duì)象主要是開關(guān)電源的外特性。定義四：以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或微控制器(MCU)為核心，將數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器、PWM控制器等作為控制對(duì)象，能實(shí)現(xiàn)控制、管理和監(jiān)測功能的電源產(chǎn)品。它是通過設(shè)定開關(guān)電源的內(nèi)部參數(shù)來改變其外在特性，并在“電源控制”的基礎(chǔ)上增加了“電源管理”。所謂電源管理是指將電源有效地分配給系統(tǒng)的不同組件，最大限度地降低損耗。數(shù)字電源的管理(如電源排序)必須全部采用數(shù)字技術(shù)。與傳統(tǒng)的模擬電源相比，數(shù)字電源的主要區(qū)別是控制與通信部分。在簡單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢，因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過硬件固化來實(shí)現(xiàn)，而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、需要多個(gè)模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢。

什么是數(shù)控開關(guān)電源?

數(shù)控開關(guān)電源(Digital Controlled Switching Power Supply)是通過微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)精確調(diào)控輸出電壓/電流的高效電源設(shè)備。與傳統(tǒng)模擬電源相比，其核心差異在于：

1. 智能控制：采用PID算法、PWM調(diào)制等技術(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)整開關(guān)管導(dǎo)通頻率(如100kHz-1MHz)，響應(yīng)速度可達(dá)微秒級(jí)。

2. 高精度輸出：電壓波動(dòng)范圍可控制在±0.5%以內(nèi)(參考TI公司LM5176芯片手冊(cè))，遠(yuǎn)優(yōu)于模擬電源的±5%。

3. 遠(yuǎn)程交互：支持RS485、CAN總線等通信協(xié)議，用戶可通過上位機(jī)設(shè)定參數(shù)(如12V/5A→15V/3A的快速切換)。

為什么數(shù)控開關(guān)電源成為主流?1. 能效優(yōu)勢：

- 轉(zhuǎn)換效率普遍達(dá)90%-95%(以Mean Well HRP-600系列為例)，較線性電源提升30%以上。

- 待機(jī)功耗<1W(歐盟ErP Lot6標(biāo)準(zhǔn))，符合綠色能源要求。

基本組成中的各部分都承擔(dān)著重大作用：

輸入濾波：將輸入端的電網(wǎng)雜波濾除，阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到電網(wǎng);

主電路：承擔(dān)電壓變換的主要角色，將輸入濾波后的電壓轉(zhuǎn)化為高頻的直流脈沖電壓;

輸出濾波：濾除主電路中開關(guān)管產(chǎn)生的高頻雜波，輸出穩(wěn)定的電壓;

采樣電路：對(duì)輸出電壓、電流進(jìn)行采樣;

控制電路：取得采樣電流采集的數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并產(chǎn)生控制信號(hào)控制主電路，以達(dá)到反饋控制的目的;

輔助電源：提供控制回路的工作電壓。

搞清楚概念和原理之后，補(bǔ)充制作最簡單開關(guān)電源必備知識(shí)

很多同學(xué)最初DIY時(shí)，都逃不過炸電容，燒芯片，廢MOS管….迷茫的翻閱《電力電子技術(shù)》書籍，學(xué)習(xí)什么是Buck?什么是Boost?什么是半橋?小心翼翼的焊板子，制作數(shù)控電源等。

DIY的樂趣就在于此，接下來，我們提前儲(chǔ)備一下開關(guān)電源的制作的必備知識(shí)點(diǎn)，好讓大家在真正動(dòng)手實(shí)踐時(shí)少踩坑!(注意：電源的指標(biāo)我們先不用定的太高，只需要設(shè)計(jì)一個(gè)輸入直流、輸出直流具有恒壓功能的DC-DC電源即可。)

1)對(duì)于主電路，需要懂得Buck電路，理解其工作原理，知道PWM(脈寬調(diào)制)控制其輸出電壓，建議大家參考一下《電力電子技術(shù)》。

數(shù)字電源是以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或微控制器(MCU)為核心的開關(guān)電源系統(tǒng)，通過數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)外特性的控制、管理與監(jiān)測 [1]。其核心特征包括通信、數(shù)控和參數(shù)監(jiān)測功能，支持軟件編程調(diào)整電源參數(shù)，并整合電源管理功能優(yōu)化功率分配 [2]。相較于模擬電源，數(shù)字電源采用數(shù)字濾波、多環(huán)路控制等技術(shù)，具備高集成度、模塊化及非線性控制優(yōu)勢。該技術(shù)起源于模擬電源的數(shù)字化升級(jí)，早期通過數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)控制功能。2005年德州儀器推出UCD9240等專用芯片后，逐步形成驅(qū)動(dòng)電路、PWM控制器與數(shù)字處理器協(xié)同的架構(gòu)體系。關(guān)鍵技術(shù)突破包括“整合數(shù)字電源”架構(gòu)優(yōu)化數(shù)模組件組合，以及單片集成化設(shè)計(jì)將PWM分辨力提升至150ps級(jí)。目前數(shù)字電源在負(fù)載均流、故障預(yù)測等功能上持續(xù)演進(jìn)，但需結(jié)合應(yīng)用場景平衡響應(yīng)速度與成本。

數(shù)控開關(guān)電源是一種采用數(shù)字控制技術(shù)調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的電源設(shè)備。它結(jié)合了傳統(tǒng)開關(guān)電源與數(shù)字控制技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了高效、穩(wěn)定、精確的電源輸出。接下來，我們將從三個(gè)方面詳細(xì)介紹數(shù)控開關(guān)電源的工作原理。數(shù)控開關(guān)電源的主要構(gòu)成，數(shù)控開關(guān)電源主要由輸入濾波電路、整流電路、開關(guān)變換器、輸出濾波電路以及數(shù)控電路等部分組成。其中，輸入濾波電路負(fù)責(zé)濾除輸入電源中的雜波;整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電;開關(guān)變換器則根據(jù)數(shù)控電路的控制信號(hào)，通過高速開關(guān)動(dòng)作調(diào)節(jié)輸出電壓和電流;輸出濾波電路進(jìn)一步平滑輸出電壓，確保電源輸出的穩(wěn)定性。

數(shù)控開關(guān)電源的工作流程，數(shù)控開關(guān)電源的工作流程可以概括為：輸入電源經(jīng)過濾波和整流后，進(jìn)入開關(guān)變換器。數(shù)控電路根據(jù)預(yù)設(shè)的輸出參數(shù)和實(shí)時(shí)反饋信號(hào)，生成相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)開關(guān)變換器進(jìn)行高速開關(guān)動(dòng)作。通過精確控制開關(guān)變換器的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓和電流的精確調(diào)節(jié)。最后，經(jīng)過輸出濾波電路的處理，得到穩(wěn)定、高質(zhì)量的電源輸出。

數(shù)控技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是數(shù)控開關(guān)電源的核心。通過引入數(shù)字控制技術(shù)，數(shù)控開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓和電流的高精度控制，大大提高了電源的穩(wěn)定性和可靠性。此外，數(shù)控技術(shù)還使得數(shù)控開關(guān)電源具備了更強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性，可以輕松應(yīng)對(duì)不同應(yīng)用場景的需求。

總之，數(shù)控開關(guān)電源憑借其高效、穩(wěn)定、精確的輸出特性以及強(qiáng)大的靈活性和可擴(kuò)展性，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過深入了解數(shù)控開關(guān)電源的工作原理，我們可以更好地理解和應(yīng)用這一先進(jìn)的電源技術(shù)。