1.5　开关电源的相关术语

开关电源相关的术语很多，用来描述开关电源的工作原理、技术参数与相关技术等，下面介绍一些最基本的术语，供读者参考。

（1）拓扑结构

开关电源的拓扑结构（Topology）是指功率变换器的电路结构，也就是DC/DC变换器的结构。拓扑结构不同，与之配套的PWM控制器类型和输出整流/滤波电路也有差异。拓扑结构也基本决定了开关电源的工作原理及输出特性。常见的拓扑结构有降压式、升压式、正激式、反激式、推挽式、半桥式和全桥式等十几种。

（2）正激型/反激型

从能量传输的角度来说，凡是在功率开关管导通期间向负载传输能量的DC/DC变换器统称为正激型变换器。除了典型的单端正激式变换器以外，降压式、推挽式、半桥式和全桥式DC/DC变换器也属于正激型变换器。

反激式DC/DC变换器（Flyback Converter），也称回扫式变换器。这类DC/DC变换器是在功率开关管截止期间向负载传输能量的。除了典型的单端反激式变换器以外，升压式DC/DC变换器和极性反转式DC/DC变换器也属于反激型变换器。

（3）连续模式/不连续模式

连续模式（Continuous Conducting Mode，CCM）也称连续导电模式。这种模式下，在一个开关周期（T）内，电感电流（或电感存储的磁场能量）始终大于零，其电感的电流波形如图1-5-1（a）所示。由图可见，在开关管导通（t_ON）期间，电感电流I_L是沿斜坡上升的；在开关管关断（t_OFF）期间，电感电流沿斜坡下降。如果在开关管关断期间电感的电流没有下降到零，下个周期开关管导通时，电感电流就会重新上升，电感中的电流是连续的，不会中断，因此称之为连续模式。

不连续模式（Discontinuous Conducting Mode，DCM）也称不连续导电模式或断续模式。这种模式下，在一个开关周期（T）内，电感电流（或电感存储的磁场能量）会下降到零，其电感的电流波形如图1-5-1（b）所示。由图可见，在开关管关断（t_OFF）期间电感电流已经下降到零，在下一个开关周期开关管再次导通（t_ON）时，电感电流就会从零开始上升，电感中的电流是断断续续的，因此称之为不连续模式或者断续模式。

（4）PWM（脉宽调制）

脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM），简称脉宽调制，是开关电源中常用的一种调制控制方式。其特点是开关频率f固定（即开关周期T不变），通过改变脉冲宽度，使开关电源的输出电压发生变化。

（5）占空比

占空比（Duty Cycle Ratio，符号为“D”）是描述脉冲宽度的一项参数，通常用百分数表示。在开关电源中，如果开关周期为T，功率开关管导通时间为t_ON，其占空比则为D=t_ON/T。根据开关电源的拓扑结构，占空比D的变化范围通常为0~50%或者0~100%。

（6）基准电压

基准电压也称参考电压（Reference Voltage），是由基准电压源产生的稳定不变的电压，通常用U_REF表示。开关电源的输出电压是基准电压的固定倍数，因为基准电压是稳定的，所以输出电压也是稳定不变的。

（7）取样/反馈电路

取样电路是开关电源输出电压的检测电路。取样电路的作用是将输出电压的变化检测出来，生成反馈电压，送到误差放大器，以便稳定输出电压。因此取样电路也称反馈电路。

（8）误差放大器

误差放大器（Error Amplifier）通常由运算放大器组成。误差放大器将反馈电压和基准电压进行比较放大，最终通过PWM控制器改变功率开关管的占空比，使输出电压保持稳定不变。

（9）电压模式/电流模式

电压模式和电流模式是两种PWM的控制模式。电压模式只有一个控制环路，仅能通过输出电压的变化来控制PWM的占空比；电流模式除了电压控制环路以外，还增加了一个电流控制环路，通过检测功率开关管的电流变化来控制PWM的占空比。电流模式响应速度快，具有逐个脉冲电流限制功能，在中小功率开关电源中广泛使用。

（10）吸收（缓冲）电路

开关电源在工作过程中，会产生很高的尖峰电压，为了降低尖峰电压造成的危害，需要加入阻容元件及超快恢复二极管组成的保护电路，以便将尖峰电压的能量吸收掉。这类电路被称为吸收电路，也称缓冲电路。

（11）EMI滤波器

EMI是英文Electro Magnetic Interference（电磁干扰）的缩写。EMI滤波电路由电感和电容组成，主要是对开关电源的电磁噪声进行抑制，防止电源本身产生的高频噪声干扰电网中的其他电气设备，同时也防止电网中的高频杂波干扰电源本身。因此称之为电磁干扰滤波器，即EMI滤波器。

（12）安全（安规）电容

安全电容（也称安规电容）是指电容器失效后，不会导致短路，不危及人身安全的电容，主要包括X电容和Y电容两种类型，在EMI滤波器中应用最多。安全电容一般选用金属薄膜电容，其中X电容是跨接在电力线（火线L和零线N）之间的电容；Y电容是分别跨接在电力线和保护地（火线L和保护地E，零线N和保护地E）之间的电容，一般是成对出现的。X电容用于抑制差模干扰，Y电容用于抑制共模干扰。

（13）通用输入电压

通用输入电压是指开关电源的输入电压能够覆盖全球最低100V、最高240V的民用电源电压范围。为了留有安全余量，通常规定为90~260V或者85~265V。

（14）功率因数校正

功率因数校正（Power Factor Correction，PFC），是指通过附加电路元器件的方法，将开关电源输入电流的窄脉冲波形转化为与输入电压同频、同相位的正弦波波形的技术，以便减小电网中的电流有效值，提高相关电力设备的利用率。其中包括无源PFC电路和有源PFC电路。无源PFC电路一般只能将功率因数提高到0.8左右，有源PFC电路可将功率因数提高到0.99。