开关电源的电路构成及各部分详解

一方面，开关电源电路构造

开关电源的关键电源电路是由键入干扰信号滤波器（EMI）、变压器滤波电路、输出功率转换电源电路、PWM控制板电源电路、輸出变压器滤波电路构成。辅助工具电源电路有键入过欠压保护电路、輸出过欠压保护电路、輸出过流保护电路、輸出过流保护电源电路等。

开关电源的电源电路构成框图以下:

二、键入电源电路和一般电源电路的基本原理

1、AC键入变压器滤波电路基本原理：

①避雷电源电路：当有遭雷击，造成髙压经电力网导进开关电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1构成的电源电路开展维护。当加进压敏电阻两边的工作电压超出其工作频率时，其电阻减少，使髙压卡路里消耗在压敏电阻上，若电流量过大，F1、F2、F3会损坏维护后级电源电路。

②键入滤波电路：C1、L1、C2、C3构成的双π型过滤互联网关键是对键入开关电源的电磁感应噪音及低频振荡数据信号开展抑止，避免对开关电源干挠，另外也避免开关电源自身造成的高頻低频振荡对电力网干挠。当开关电源打开一瞬间，要对C5电池充电，因为一瞬间电流量大，加RT1（热敏电阻器）就能合理的避免浪涌电流。因瞬时速度动能全耗费在RT1电阻器上，一定時间后气温上升后RT1电阻减少（RT1是负温指数元器件），这时候它耗费的动能十分小，后级电源电路可一切正常工作中。

③变压器滤波电路：交流电流经BRG1变压器后，经C5过滤后获得比较纯粹的交流电压。若C5容积缩小，輸出的沟通交流纹波将变大。

2、DC键入滤波电路基本原理：

①键入滤波电路：C1、L1、C2构成的双π型过滤互联网关键是对键入开关电源的电磁感应噪音及低频振荡数据信号开展抑止，避免对开关电源干挠，另外也避免开关电源自身造成的高頻低频振荡对电力网干挠。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感器。

②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7构成抗浪涌电源电路。在起机的一瞬间，因为C6的存有Q2不通断，电流量经RT1组成控制回路。当C6上的工作电压充至Z1的降压值时Q2通断。假如C8走电或后级电源电路短路故障状况，在起机的一瞬间电流量在RT1上造成的压力降变大，Q1通断使Q2沒有栅极工作电压不通断，RT1将会在很短的時间损坏，以维护后级电源电路。

三、输出功率转换电源电路

1、MOS管的原理：现阶段运用*普遍的绝缘层栅场效应管是MOSFET（MOS管），是运用半导体材料表层的电声效用开展工作中的。也称之为表层场效应元器件。因为它的栅极处在不导电性情况，因此输入电阻能够进一步提高，*多达到105欧母，MOS管是运用栅源工作电压的尺寸，来更改半导体材料表层感生电荷的是多少，进而操纵漏极电流量的尺寸。

2、常用的电路原理图：

3、原理：

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2构成缓冲器，和电源开关MOS管并接，使电源开关管工作电压地应力降低，EMI降低，不产生二次热击穿。在电源开关管Q1关闭时，变电器的原边电容易造成尖峰工作电压和尖峰电流量，这种元器件组成一起，能非常好地消化吸收尖峰工作电压和电流量。从R3测出的电流量*高值数据信号参加各项工作周波的占空比操纵，因而是各项工作周波的电流量限定。当R5上的工作电压做到1V时，UC3842终止工作中，电源开关管Q1马上关闭。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起构成RC互联网，电容器的充放电立即危害着电源开关管的电源开关速率。R1过小，易造成震荡，干扰信号也会挺大；R1过大，会减少电源开关管的电源开关速率。Z1一般将MOS管的GS工作电压限定在18V下列，进而维护了MOS管。Q1的栅极控制计划工作电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1通断時间越长，变电器所存储的动能也越多多；当Q1截至时，变电器根据D1、D2、R5、R4、C3释放出来动能，另外也做到了电磁场重置的目地，为变电器的下一次储存、传送动能搞好了提前准备。IC依据輸出工作电压和电流量時刻调节着⑥脚锯形波占空比的尺寸，进而平稳了整个设备的輸出电流量和工作电压。C4和R6为尖峰工作电压消化吸收控制回路。

4、推挽式输出功率转换电源电路：

Q1和Q2将轮着通断。

5、有驱动器变电器的输出功率转换电源电路：

T2为驱动器变电器，T1为电源开关变电器，TR1为电流量环。

四、輸出变压器滤波电路：

1、正激式逆变电路：

T1为电源开关变电器，其初极和次极的位置同相。D1为整流二极管，D2为续流二极管，R1、C1、R2、C2为削尖峰电源电路。L1为续流电感器，C4、L2、C5构成π型滤波器。

2、反激式逆变电路：

T1为电源开关变电器，其初极和次极的位置反过来。D1为整流二极管，R1、C1为削尖峰电源电路。L1为续流电感器，R2为假负载，C4、L2、C5构成π型滤波器。

3、同歩逆变电路：

原理：当变电器次级线圈上方为正时，电流量经C2、R5、R6、R7使Q2通断，电源电路组成控制回路，Q2为整流管。Q1栅极因为处在反偏而截至。当变电器次级线圈下方为正时，电流量经C3、R4、R2使Q1通断，Q1为续流管。Q2栅极因为处在反偏而截至。L2为续流电感器，C6、L1、C7构成π型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电源电路。

五、降压环路基本原理

1、意见反馈树状图：

2、原理：

当輸出U0上升，经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压电路后，U1③脚工作电压上升，当其超出U1②脚标准工作电压后U1①脚輸出高电平，使Q1通断，光耦OT1发光二极管发亮，光学三极管通断，UC3842①脚电位差相对降低，进而更改U1⑥脚輸出占空比减少，U0减少。当輸出U0减少时，U1③脚工作电压减少，当其低过U1②脚标准工作电压后U1①脚輸出低电平，Q1不通断，光耦OT1发光二极管不发亮，光学三极管不通断，UC3842①脚电位差上升，进而更改U1⑥脚輸出占空比变大，U0减少。循环反复，进而使輸出工作电压长期保持。调整VR1可更改輸出工作电压值。

意见反馈环路是危害开关电源可靠性的关键电源电路。如意见反馈电子元器件错、漏、虚接等，会造成谐振电路，常见故障状况为：波型出现异常，空、满负荷震荡，輸出工作电压不平稳等。

六、过流保护电源电路

1、在輸出端短路故障的状况下，PWM控制回路可以把輸出电流量限定在一个**性范围之内，它能够用多种多样方式来保持制人数电源电路，当输出功率制人数在短路故障时失灵时，只能另加设一部分电源电路。

2、过流保护电源电路一般有二种，下面的图是小输出功率过流保护电源电路，其基本原理概述以下：

当輸出电源电路短路故障，輸出工作电压消退，光耦OT1不通断，UC3842①脚工作电压升高至5V上下，R1与R2的分压电路超出TL431标准，使之通断，UC3842⑦脚VCC电位差被降低，IC终止工作中。UC3842终止工作中后①脚电位差消退，TL431不通断UC3842⑦脚电位差升高，UC3842重启，循环反复。当短路故障状况消退后，电源电路能够全自动修复成一切正常工作态度。

3、下面的图是中输出功率过流保护电源电路，其基本原理概述以下：

当輸出短路故障，UC3842①脚工作电压升高,U1③脚电位差高过②脚时，比较器旋转①脚輸出高电位，给C1电池充电，当C1两端电压超出⑤脚标准工作电压时U1⑦脚輸出低电位差，UC3842①脚小于1V，UCC3842终止工作中，輸出工作电压为0V，循环反复，当短路故障消退后电源电路一切正常工作中。R2、C1是充放电时间常数，电阻错误时过流保护失灵。

4、下面的图是常用的制人数、过流保护电源电路。其原理概述以下：

当輸出电源电路短路故障或过流，变电器原边电流量变大，R3两边电流变大，③脚工作电压上升，UC3842⑥脚輸出占空比慢慢变大，③脚工作电压超出1V时，UC3842关掉无輸出。

5、下面的图是用电压互感器抽样电流量的维护电源电路，拥有耗电量小，但成本增加和电源电路比较繁杂，其原理概述以下：

輸出电源电路短路故障或电流量过大，TR1次级线圈磁感应的工作电压越多高，当UC3842③脚超出1伏，UC3842终止工作中，循环反复，当短路故障或负载消退，电源电路自主修复。

七、輸出端制人数维护

图中是常用的輸出端制人数维护电源电路，其原理概述如圖：当輸出电流量过大时，RS（锰铜线）两端电压升高，U1③脚工作电压高过②脚标准工作电压，U1①脚輸出高工作电压，Q1通断，光耦产生光电效应，UC3842①脚工作电压减少，輸出工作电压减少，进而做到輸出负载制人数的目地。

八、輸出过电压保护电源电路的基本原理

輸出过电压保护电源电路的功效是：当輸出工作电压超出设计方案值时，把輸出工作电压限制在一**值的范围之内。当开关电源內部降压环路出现异常或是因为客户实际操作不善造成輸出过流保护状况时，过电压保护电源电路开展维护以避免受损后级用电量机器设备。运用更为广泛的过电压保护电源电路有以下几类：

1、晶闸管促发维护电源电路：

如圖，当Uo1輸出上升，稳压极管（Z3）热击穿通断，晶闸管（SCR1）的操纵端获得促发工作电压，因而晶闸管通断。Uo2工作电压对地短路故障，过流保护电路或过流保护电源电路就会工作中，终止全部电源电路的工作中。当輸出过流保护状况**，晶闸管的操纵端促发工作电压根据R对地泄流，晶闸管修复断掉情况。

2、光学藕合维护电源电路：

如圖，当Uo有过压状况时，稳压极管热击穿通断，经光耦（OT2）R6到地造成电流量穿过，光电耦合器的发光二极管发亮，进而使光电耦合器的光敏三极管通断。Q1基极得电导通，3842的③脚电减少，使IC关掉，终止全部开关电源的工作中，Uo为零，循环反复，。

3、輸出限压维护电源电路：

輸出限压维护电源电路以下图，当輸出工作电压上升，稳压极管通断光耦通断，Q1基极有驱动器工作电压而道通，UC3842③工作电压上升，輸出减少，稳压极管不通断，UC3842③工作电压减少，輸出工作电压上升。循环反复，輸出工作电压将平稳在一范围之内（在于稳压极管的降压值）。

4、輸出过流保护锁起来电源电路：

图A的原理是，当輸出工作电压Uo上升，稳压极管通断，光耦通断，Q2基极得电导通，因为Q2的通断Q1基极工作电压减少也通断，Vcc工作电压经R1、Q1、R2使Q2自始至终通断，UC3842③脚自始至终是高电平而终止工作中。在图B中，UO上升U1③脚工作电压上升，①脚輸出高电平，因为D1、R1的存有，U1①脚自始至终輸出高电平Q1自始至终通断，UC3842①脚自始至终是低电平而终止工作中。反馈调节？

九、功率因数校正电源电路（PFC）

1、基本原理平面图：

2、原理：

键入工作电压经L1、L2、L3等构成的EMI滤波器，BRG1变压器一路送PFC电感器，另一路经R1、R2分压电路后送进PFC控制板做为键入工作电压的抽样，用于调节操纵数据信号的占空比，即更改Q1的导通和关闭時间，平稳PFC輸出工作电压。L4是PFC电感器，它在Q1通断时存储动能，在Q1关闭时释放动能。D1是运行二极管。D2是PFC整流二极管，C6、C7过滤。PFC工作电压一路送后级电源电路，另一路经R3、R4分压电路后送进PFC控制板做为PFC輸出工作电压的抽样，用于调节操纵数据信号的占空比，平稳PFC輸出工作电压。

十、键入过欠压保护

1、电路原理图：

2、原理：

AC键入和DC键入的开关电源的键入过欠压保护基本原理基本相同。维护电源电路的抽样工作电压均来源于键入过滤后的工作电压。抽样工作电压分成两路口，一路经R1、R2、R3、R4分压电路后键入比较器3脚，如抽样工作电压高过2脚标准工作电压，比较器1脚輸出高电平去操纵主控制板使其关闭，开关电源无輸出。另一路经R7、R8、R9、R10分压电路后键入比较器6脚，如抽样工作电压小于5脚标准工作电压，比较器7脚輸出高电平去操纵主控制板使其关闭，开关电源无輸出。

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