開關電源的電路構成及各部分詳解

一方面，開關電源電路構造

開關電源的關鍵電源電路是由鍵入干擾信號濾波器（EMI）、變壓器濾波電路、輸出功率轉換電源電路、PWM控制板電源電路、輸出變壓器濾波電路構成。輔助工具電源電路有鍵入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出過流保護電源電路等。

開關電源的電源電路構成框圖以下:

二、鍵入電源電路和一般電源電路的基本原理

1、AC鍵入變壓器濾波電路基本原理：

①避雷電源電路：當有遭雷擊，造成髙壓經電力網導進開關電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1構成的電源電路開展維護。當加進壓敏電阻兩邊的工作電壓超出其工作頻率時，其電阻減少，使髙壓卡路里消耗在壓敏電阻上，若電流量過大，F1、F2、F3會損壞維護后級電源電路。

②鍵入濾波電路：C1、L1、C2、C3構成的雙π型過濾互聯網關鍵是對鍵入開關電源的電磁感應噪音及低頻振蕩數據信號開展抑止，避免對開關電源干撓，另外也避免開關電源自身造成的高頻低頻振蕩對電力網干撓。當開關電源打開一瞬間，要對C5電池充電，因為一瞬間電流量大，加RT1（熱敏電阻器）就能合理的避免浪涌電流。因瞬時速度動能全耗費在RT1電阻器上，一定時間后氣溫上升后RT1電阻減少（RT1是負溫指數元器件），這時候它耗費的動能十分小，后級電源電路可一切正常工作中。

③變壓器濾波電路：交流電流經BRG1變壓器后，經C5過濾后獲得比較純粹的交流電壓。若C5容積縮小，輸出的溝通交流紋波將變大。

2、DC鍵入濾波電路基本原理：

①鍵入濾波電路：C1、L1、C2構成的雙π型過濾互聯網關鍵是對鍵入開關電源的電磁感應噪音及低頻振蕩數據信號開展抑止，避免對開關電源干撓，另外也避免開關電源自身造成的高頻低頻振蕩對電力網干撓。C3、C4為安規電容，L2、L3為差模電感器。

②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7構成抗浪涌電源電路。在起機的一瞬間，因為C6的存有Q2不通斷，電流量經RT1組成控制回路。當C6上的工作電壓充至Z1的降壓值時Q2通斷。假如C8走電或后級電源電路短路故障狀況，在起機的一瞬間電流量在RT1上造成的壓力降變大，Q1通斷使Q2沒有柵極工作電壓不通斷，RT1將會在很短的時間損壞，以維護后級電源電路。

三、輸出功率轉換電源電路

1、MOS管的原理：現階段運用*普遍的絕緣層柵場效應管是MOSFET（MOS管），是運用半導體材料表層的電聲效用開展工作中的。也稱之為表層場效應元器件。因為它的柵極處在不導電性情況，因此輸入電阻能夠進一步提高，*多達到105歐母，MOS管是運用柵源工作電壓的尺寸，來更改半導體材料表層感生電荷的是多少，進而操縱漏極電流量的尺寸。

2、常用的電路原理圖：

3、原理：

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2構成緩沖器，和電源開關MOS管并接，使電源開關管工作電壓地應力降低，EMI降低，不產生二次熱擊穿。在電源開關管Q1關閉時，變電器的原邊電容易造成尖峰工作電壓和尖峰電流量，這種元器件組成一起，能非常好地消化吸收尖峰工作電壓和電流量。從R3測出的電流量*高值數據信號參加各項工作周波的占空比操縱，因而是各項工作周波的電流量限定。當R5上的工作電壓做到1V時，UC3842終止工作中，電源開關管Q1馬上關閉。R1和Q1中的結電容CGS、CGD一起構成RC互聯網，電容器的充放電立即危害著電源開關管的電源開關速率。R1過小，易造成震蕩，干擾信號也會挺大；R1過大，會減少電源開關管的電源開關速率。Z1一般將MOS管的GS工作電壓限定在18V下列，進而維護了MOS管。Q1的柵極控制計劃工作電壓為鋸形波，當其占空比越大時，Q1通斷時間越長，變電器所存儲的動能也越多多；當Q1截至時，變電器根據D1、D2、R5、R4、C3釋放出來動能，另外也做到了電磁場重置的目地，為變電器的下一次儲存、傳送動能搞好了提前準備。IC依據輸出工作電壓和電流量時刻調節著⑥腳鋸形波占空比的尺寸，進而平穩了整個設備的輸出電流量和工作電壓。C4和R6為尖峰工作電壓消化吸收控制回路。

4、推挽式輸出功率轉換電源電路：

Q1和Q2將輪著通斷。

5、有驅動器變電器的輸出功率轉換電源電路：

T2為驅動器變電器，T1為電源開關變電器，TR1為電流量環。

四、輸出變壓器濾波電路：

1、正激式逆變電路：

T1為電源開關變電器，其初極和次極的位置同相。D1為整流二極管，D2為續流二極管，R1、C1、R2、C2為削尖峰電源電路。L1為續流電感器，C4、L2、C5構成π型濾波器。

2、反激式逆變電路：

T1為電源開關變電器，其初極和次極的位置反過來。D1為整流二極管，R1、C1為削尖峰電源電路。L1為續流電感器，R2為假負載，C4、L2、C5構成π型濾波器。

3、同歩逆變電路：

原理：當變電器次級線圈上方為正時，電流量經C2、R5、R6、R7使Q2通斷，電源電路組成控制回路，Q2為整流管。Q1柵極因為處在反偏而截至。當變電器次級線圈下方為正時，電流量經C3、R4、R2使Q1通斷，Q1為續流管。Q2柵極因為處在反偏而截至。L2為續流電感器，C6、L1、C7構成π型濾波器。R1、C1、R9、C4為削尖峰電源電路。

五、降壓環路基本原理

1、意見反饋樹狀圖：

2、原理：

當輸出U0上升，經取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓電路后，U1③腳工作電壓上升，當其超出U1②腳標準工作電壓后U1①腳輸出高電平，使Q1通斷，光耦OT1發光二極管發亮，光學三極管通斷，UC3842①腳電位差相對降低，進而更改U1⑥腳輸出占空比減少，U0減少。當輸出U0減少時，U1③腳工作電壓減少，當其低過U1②腳標準工作電壓后U1①腳輸出低電平，Q1不通斷，光耦OT1發光二極管不發亮，光學三極管不通斷，UC3842①腳電位差上升，進而更改U1⑥腳輸出占空比變大，U0減少。循環反復，進而使輸出工作電壓長期保持。調整VR1可更改輸出工作電壓值。

意見反饋環路是危害開關電源可靠性的關鍵電源電路。如意見反饋電子元器件錯、漏、虛接等，會造成諧振電路，常見故障狀況為：波型出現異常，空、滿負荷震蕩，輸出工作電壓不平穩等。

六、過流保護電源電路

1、在輸出端短路故障的狀況下，PWM控制回路可以把輸出電流量限定在一個**性范圍之內，它能夠用多種多樣方式來保持制人數電源電路，當輸出功率制人數在短路故障時失靈時，只能另加設一部分電源電路。

2、過流保護電源電路一般有二種，下面的圖是小輸出功率過流保護電源電路，其基本原理概述以下：

當輸出電源電路短路故障，輸出工作電壓消退，光耦OT1不通斷，UC3842①腳工作電壓升高至5V上下，R1與R2的分壓電路超出TL431標準，使之通斷，UC3842⑦腳VCC電位差被降低，IC終止工作中。UC3842終止工作中后①腳電位差消退，TL431不通斷UC3842⑦腳電位差升高，UC3842重啟，循環反復。當短路故障狀況消退后，電源電路能夠全自動修復成一切正常工作態度。

3、下面的圖是中輸出功率過流保護電源電路，其基本原理概述以下：

當輸出短路故障，UC3842①腳工作電壓升高,U1③腳電位差高過②腳時，比較器旋轉①腳輸出高電位，給C1電池充電，當C1兩端電壓超出⑤腳標準工作電壓時U1⑦腳輸出低電位差，UC3842①腳小于1V，UCC3842終止工作中，輸出工作電壓為0V，循環反復，當短路故障消退后電源電路一切正常工作中。R2、C1是充放電時間常數，電阻錯誤時過流保護失靈。

4、下面的圖是常用的制人數、過流保護電源電路。其原理概述以下：

當輸出電源電路短路故障或過流，變電器原邊電流量變大，R3兩邊電流變大，③腳工作電壓上升，UC3842⑥腳輸出占空比慢慢變大，③腳工作電壓超出1V時，UC3842關掉無輸出。

5、下面的圖是用電壓互感器抽樣電流量的維護電源電路，擁有耗電量小，但成本增加和電源電路比較繁雜，其原理概述以下：

輸出電源電路短路故障或電流量過大，TR1次級線圈磁感應的工作電壓越多高，當UC3842③腳超出1伏，UC3842終止工作中，循環反復，當短路故障或負載消退，電源電路自主修復。

七、輸出端制人數維護

圖中是常用的輸出端制人數維護電源電路，其原理概述如圖：當輸出電流量過大時，RS（錳銅線）兩端電壓升高，U1③腳工作電壓高過②腳標準工作電壓，U1①腳輸出高工作電壓，Q1通斷，光耦產生光電效應，UC3842①腳工作電壓減少，輸出工作電壓減少，進而做到輸出負載制人數的目地。

八、輸出過電壓保護電源電路的基本原理

輸出過電壓保護電源電路的功效是：當輸出工作電壓超出設計方案值時，把輸出工作電壓限制在一**值的范圍之內。當開關電源內部降壓環路出現異常或是因為客戶實際操作不善造成輸出過流保護狀況時，過電壓保護電源電路開展維護以避免受損后級用電量機器設備。運用更為廣泛的過電壓保護電源電路有以下幾類：

1、晶閘管促發維護電源電路：

如圖，當Uo1輸出上升，穩壓極管（Z3）熱擊穿通斷，晶閘管（SCR1）的操縱端獲得促發工作電壓，因而晶閘管通斷。Uo2工作電壓對地短路故障，過流保護電路或過流保護電源電路就會工作中，終止全部電源電路的工作中。當輸出過流保護狀況**，晶閘管的操縱端促發工作電壓根據R對地泄流，晶閘管修復斷掉情況。

2、光學藕合維護電源電路：

如圖，當Uo有過壓狀況時，穩壓極管熱擊穿通斷，經光耦（OT2）R6到地造成電流量穿過，光電耦合器的發光二極管發亮，進而使光電耦合器的光敏三極管通斷。Q1基極得電導通，3842的③腳電減少，使IC關掉，終止全部開關電源的工作中，Uo為零，循環反復，。

3、輸出限壓維護電源電路：

輸出限壓維護電源電路以下圖，當輸出工作電壓上升，穩壓極管通斷光耦通斷，Q1基極有驅動器工作電壓而道通，UC3842③工作電壓上升，輸出減少，穩壓極管不通斷，UC3842③工作電壓減少，輸出工作電壓上升。循環反復，輸出工作電壓將平穩在一范圍之內（在于穩壓極管的降壓值）。

4、輸出過流保護鎖起來電源電路：

圖A的原理是，當輸出工作電壓Uo上升，穩壓極管通斷，光耦通斷，Q2基極得電導通，因為Q2的通斷Q1基極工作電壓減少也通斷，Vcc工作電壓經R1、Q1、R2使Q2自始至終通斷，UC3842③腳自始至終是高電平而終止工作中。在圖B中，UO上升U1③腳工作電壓上升，①腳輸出高電平，因為D1、R1的存有，U1①腳自始至終輸出高電平Q1自始至終通斷，UC3842①腳自始至終是低電平而終止工作中。反饋調節？

九、功率因數校正電源電路（PFC）

1、基本原理平面圖：

2、原理：

鍵入工作電壓經L1、L2、L3等構成的EMI濾波器，BRG1變壓器一路送PFC電感器，另一路經R1、R2分壓電路后送進PFC控制板做為鍵入工作電壓的抽樣，用于調節操縱數據信號的占空比，即更改Q1的導通和關閉時間，平穩PFC輸出工作電壓。L4是PFC電感器，它在Q1通斷時存儲動能，在Q1關閉時釋放動能。D1是運行二極管。D2是PFC整流二極管，C6、C7過濾。PFC工作電壓一路送后級電源電路，另一路經R3、R4分壓電路后送進PFC控制板做為PFC輸出工作電壓的抽樣，用于調節操縱數據信號的占空比，平穩PFC輸出工作電壓。

十、鍵入過欠壓保護

1、電路原理圖：

2、原理：

AC鍵入和DC鍵入的開關電源的鍵入過欠壓保護基本原理基本相同。維護電源電路的抽樣工作電壓均來源于鍵入過濾后的工作電壓。抽樣工作電壓分成兩路口，一路經R1、R2、R3、R4分壓電路后鍵入比較器3腳，如抽樣工作電壓高過2腳標準工作電壓，比較器1腳輸出高電平去操縱主控制板使其關閉，開關電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓電路后鍵入比較器6腳，如抽樣工作電壓小于5腳標準工作電壓，比較器7腳輸出高電平去操縱主控制板使其關閉，開關電源無輸出。

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開關電源的電路構成及各部分詳解