一、 開關(guān)電源的電路組成

　　開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）,、整流濾波電路,、功率變換電路、PWM控制器電路,、輸出整流濾波電路組成,。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路,、輸出過流保護(hù)電路,、輸出短路保護(hù)電路等。

　　開關(guān)電源的電路組成方框圖如下：

　　二,、 輸入電路的原理及常見電路

　　1,、AC 輸入整流濾波電路原理：

　　① 防雷電路：當(dāng)有雷擊，產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)導(dǎo)入電源時(shí),，由MOV1,、MOV2、MOV3：F1,、F2,、F3、FDG1 組成的電路進(jìn)行保護(hù),。當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時(shí),，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上,，若電流過大,，F(xiàn)1、F2,、F3 會(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路,。

　　② 輸入濾波電路：C1,、L1,、C2、C3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,，防止對(duì)電源干擾,，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。當(dāng)電源開啟瞬間,，要對(duì) C5充電,，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流,。因瞬時(shí)能量全消耗在RT1電阻上,，一定時(shí)間后溫度升高后RT1阻值減?。≧T1是負(fù)溫系數(shù)元件）,，這時(shí)它消耗的能量非常小，后級(jí)電路可正常工作,。

　?、?整流濾波電路：交流電壓經(jīng)BRG1整流后，經(jīng)C5濾波后得到較為純凈的直流電壓,。若C5容量變小,，輸出的交流紋波將增大。

　　2,、 DC 輸入濾波電路原理：

　?、?輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,，防止對(duì)電源干擾,，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。C3,、C4 為安規(guī)電容,，L2、L3為差模電感,。

　?、?R1、R2,、R3,、Z1、C6,、Q1,、Z2、R4,、R5,、Q2、RT1,、C7組成抗浪涌電路,。在起機(jī)的瞬間，由于 C6的存在Q2不導(dǎo)通,，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路,。當(dāng)C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時(shí)Q2導(dǎo)通。如果C8漏電或后級(jí)電路短路現(xiàn)象,，在起機(jī)的瞬間電流在RT1上產(chǎn)生的壓降增大,，Q1導(dǎo)通使 Q2沒有柵極電壓不導(dǎo)通，RT1將會(huì)在很短的時(shí)間燒毀,，以保護(hù)后級(jí)電路,。

　　三、 功率變換電路

　　1,、 MOS管的工作原理：目前應(yīng)用最廣泛的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是MOSFET（MOS管）,，是利用半導(dǎo)體表面的電聲效應(yīng)進(jìn)行工作的。也稱為表面場(chǎng)效應(yīng)器件,。由于它的柵極處于不導(dǎo)電狀態(tài),，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達(dá)105歐姆,，MOS管是利用柵源電壓的大小,，來改變半導(dǎo)體表面感生電荷的多少,，從而控制漏極電流的大小。

　　2,、 常見的原理圖：

　　3,、工作原理：

　　R4、C3,、R5,、R6、C4,、D1,、D2組成緩沖器，和開關(guān)MOS管并接,，使開關(guān)管電壓應(yīng)力減少,，EMI減少，不發(fā)生二次擊穿,。在開關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí),，變壓器的原邊線圈易產(chǎn)生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起,，能很好地吸收尖峰電壓和電流,。從R3測(cè)得的電流峰值信號(hào)參與當(dāng)前工作周波的占空比控制，因此是當(dāng)前工作周波的電流限制,。當(dāng)R5上的電壓達(dá)到1V時(shí),，UC3842停止工作，開關(guān)管Q1立即關(guān)斷 ,。 R1和Q1中的結(jié)電容CGS,、CGD一起組成RC網(wǎng)絡(luò)，電容的充放電直接影響著開關(guān)管的開關(guān)速度,。R1過小,，易引起振蕩，電磁干擾也會(huì)很大,；R1過大,，會(huì)降低開關(guān)管的開關(guān)速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下,，從而保護(hù)了MOS管,。 Q1的柵極受控電壓為鋸形波,，當(dāng)其占空比越大時(shí),，Q1導(dǎo)通時(shí)間越長，變壓器所儲(chǔ)存的能量也就越多,；當(dāng)Q1截止時(shí),，變壓器通過D1、D2、R5,、R4,、C3釋放能量，同時(shí)也達(dá)到了磁場(chǎng)復(fù)位的目的,，為變壓器的下一次存儲(chǔ),、傳遞能量做好了準(zhǔn)備。IC根據(jù)輸出電壓和電流時(shí)刻調(diào)整著⑥腳鋸形波占空比的大小,，從而穩(wěn)定了整機(jī)的輸出電流和電壓,。 C4和R6為尖峰電壓吸收回路。

　　4,、推挽式功率變換電路：

　　Q1和Q2將輪流導(dǎo)通,。

　　5、有驅(qū)動(dòng)變壓器的功率變換電路：

　　T2為驅(qū)動(dòng)變壓器,，T1為開關(guān)變壓器,，TR1為電流環(huán)。

　　一,、 開關(guān)電源的電路組成

　　開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）,、整流濾波電路、功率變換電路,、PWM控制器電路,、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路,、輸出過欠壓保護(hù)電路,、輸出過流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等,。

　　開關(guān)電源的電路組成方框圖如下：

　　二,、 輸入電路的原理及常見電路

　　1、AC 輸入整流濾波電路原理：

　?、?防雷電路：當(dāng)有雷擊,，產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)導(dǎo)入電源時(shí)，由MOV1,、MOV2,、MOV3：F1、F2,、F3,、FDG1 組成的電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時(shí),，其阻值降低,，使高壓能量消耗在壓敏電阻上,，若電流過大，F(xiàn)1,、F2,、F3 會(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路。

　?、?輸入濾波電路：C1,、L1、C2,、C3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾,。當(dāng)電源開啟瞬間,，要對(duì) C5充電，由于瞬間電流大,，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流,。因瞬時(shí)能量全消耗在RT1電阻上，一定時(shí)間后溫度升高后RT1阻值減?。≧T1是負(fù)溫系數(shù)元件）,，這時(shí)它消耗的能量非常小，后級(jí)電路可正常工作,。

　?、?整流濾波電路：交流電壓經(jīng)BRG1整流后，經(jīng)C5濾波后得到較為純凈的直流電壓,。若C5容量變小,，輸出的交流紋波將增大。

　　2,、 DC 輸入濾波電路原理：

　?、?輸入濾波電路：C1、L1,、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制,，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾,。C3,、C4 為安規(guī)電容，L2,、L3為差模電感,。

　　② R1,、R2,、R3,、Z1,、C6,、Q1、Z2,、R4,、R5、Q2,、RT1,、C7組成抗浪涌電路。在起機(jī)的瞬間,，由于 C6的存在Q2不導(dǎo)通,，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。當(dāng)C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時(shí)Q2導(dǎo)通,。如果C8漏電或后級(jí)電路短路現(xiàn)象,，在起機(jī)的瞬間電流在RT1上產(chǎn)生的壓降增大，Q1導(dǎo)通使 Q2沒有柵極電壓不導(dǎo)通,，RT1將會(huì)在很短的時(shí)間燒毀,，以保護(hù)后級(jí)電路。

　　三,、 功率變換電路

　　1,、 MOS管的工作原理：目前應(yīng)用最廣泛的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是MOSFET（MOS管），是利用半導(dǎo)體表面的電聲效應(yīng)進(jìn)行工作的,。也稱為表面場(chǎng)效應(yīng)器件,。由于它的柵極處于不導(dǎo)電狀態(tài)，所以輸入電阻可以大大提高,，最高可達(dá)105歐姆,，MOS管是利用柵源電壓的大小，來改變半導(dǎo)體表面感生電荷的多少,，從而控制漏極電流的大小,。

　　2、 常見的原理圖：

　　3,、工作原理：

　　R4,、C3、R5,、R6,、C4、D1,、D2組成緩沖器,，和開關(guān)MOS管并接,，使開關(guān)管電壓應(yīng)力減少，EMI減少,，不發(fā)生二次擊穿,。在開關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)，變壓器的原邊線圈易產(chǎn)生尖峰電壓和尖峰電流,，這些元件組合一起,，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測(cè)得的電流峰值信號(hào)參與當(dāng)前工作周波的占空比控制,，因此是當(dāng)前工作周波的電流限制,。當(dāng)R5上的電壓達(dá)到1V時(shí)，UC3842停止工作,，開關(guān)管Q1立即關(guān)斷 ,。 R1和Q1中的結(jié)電容CGS、CGD一起組成RC網(wǎng)絡(luò),，電容的充放電直接影響著開關(guān)管的開關(guān)速度,。R1過小，易引起振蕩,，電磁干擾也會(huì)很大,；R1過大，會(huì)降低開關(guān)管的開關(guān)速度,。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下,，從而保護(hù)了MOS管。 Q1的柵極受控電壓為鋸形波,，當(dāng)其占空比越大時(shí),，Q1導(dǎo)通時(shí)間越長，變壓器所儲(chǔ)存的能量也就越多,；當(dāng)Q1截止時(shí),，變壓器通過D1、D2,、R5,、R4、C3釋放能量,，同時(shí)也達(dá)到了磁場(chǎng)復(fù)位的目的,，為變壓器的下一次存儲(chǔ)、傳遞能量做好了準(zhǔn)備,。IC根據(jù)輸出電壓和電流時(shí)刻調(diào)整著⑥腳鋸形波占空比的大小,，從而穩(wěn)定了整機(jī)的輸出電流和電壓。 C4和R6為尖峰電壓吸收回路。

　　4,、推挽式功率變換電路：

　　Q1和Q2將輪流導(dǎo)通,。

　　5、有驅(qū)動(dòng)變壓器的功率變換電路：

　　T2為驅(qū)動(dòng)變壓器,，T1為開關(guān)變壓器,，TR1為電流環(huán)。

　　四,、 輸出整流濾波電路：

　　1,、 正激式整流電路：

　　T1為開關(guān)變壓器,，其初極和次極的相位同相,。D1為整流二極管，D2為續(xù)流二極管,，R1,、C1、R2,、C2為削尖峰電路,。L1為續(xù)流電感，C4,、L2,、C5組成π型濾波器。

　　2,、 反激式整流電路：

　　T1為開關(guān)變壓器,，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管,，R1,、C1為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感,，R2為假負(fù)載,，C4、L2,、C5組成π型濾波器,。

　　3、同步整流電路：

　　工作原理：當(dāng)變壓器次級(jí)上端為正時(shí),，電流經(jīng) C2,、R5、R6,、R7使Q2導(dǎo)通,，電路構(gòu)成回路，Q2 為整流管,。Q1柵極由于處于反偏而截止,。當(dāng)變壓器次級(jí)下端為正時(shí),，電流經(jīng)C3、R4,、R2使 Q1導(dǎo)通,，Q1為續(xù)流管。Q2柵極由于處于反偏而截止,。L2為續(xù)流電感,，C6、L1,、C7組成π 型濾波器,。R1、C1,、R9,、C4為削尖峰電路。

　　五,、 穩(wěn)壓環(huán)路原理

　　1,、反饋電路原理圖：

　　2、工作原理：

　　當(dāng)輸出 U0升高,，經(jīng)取樣電阻R7,、R8、R10,、VR1分壓后,，U1③腳電壓升高，當(dāng)其超過U1②腳基準(zhǔn)電壓后 U1①腳輸出高電平,，使Q1導(dǎo)通,，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導(dǎo)通,，UC3842①腳電位相應(yīng)變低,，從而改變U1⑥腳輸出占空比減小，U0降低,。 當(dāng)輸出 U0降低時(shí),，U1③腳電壓降低，當(dāng)其低過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出低電平,，Q1不導(dǎo)通,，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導(dǎo)通,，UC3842①腳電位升高,，從而改變U1⑥腳輸出占空比增大，U0降低。周而復(fù)始,，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定,。調(diào)節(jié)VR1可改變輸出電壓值。

　　反饋環(huán)路是影響開關(guān)電源穩(wěn)定性的重要電路,。如反饋電阻電容錯(cuò),、漏、虛焊等,，會(huì)產(chǎn)生自激振蕩,，故障現(xiàn)象為：波形異常，空,、滿載振蕩,，輸出電壓不穩(wěn)定等。

　　六,、短路保護(hù)電路

　　1,、在輸出端短路的情況下,，PWM控制電路能夠把輸出電流限制在一個(gè)安全范圍內(nèi),，它可以用多種方法來實(shí)現(xiàn)限流電路，當(dāng)功率限流在短路時(shí)不起作用時(shí),，只有另增設(shè)一部分電路,。

　　2、短路保護(hù)電路通常有兩種,，下圖是小功率短路保護(hù)電路,，其原理簡述如下：

　　當(dāng)輸出電路短路，輸出電壓消失,，光耦OT1不導(dǎo)通,，UC3842①腳電壓上升至5V左右，R1與R2的分壓超過TL431基準(zhǔn),，使之導(dǎo)通,，UC3842⑦腳VCC電位被拉低，IC停止工作,。UC3842停止工作后①腳電位消失,，TL431不導(dǎo)通UC3842⑦腳電位上升，UC3842重新啟動(dòng),，周而復(fù)始,。當(dāng)短路現(xiàn)象消失后，電路可以自動(dòng)恢復(fù)成正常工作狀態(tài),。

　　3,、下圖是中功率短路保護(hù)電路，其原理簡述如下：

　　當(dāng)輸出短路，UC3842①腳電壓上升,，U1 ③腳 電位高于②腳時(shí),，比較器翻轉(zhuǎn)①腳輸出高電位，給 C1充電,，當(dāng)C1兩端電壓超過⑤腳基準(zhǔn)電壓時(shí) U1⑦腳輸出低電位,，UC3842①腳低于1V，UCC3842 停止工作,，輸出電壓為0V,，周而復(fù)始，當(dāng)短路 消失后電路正常工作,。R2,、C1是充放電時(shí)間常數(shù)， 阻值不對(duì)時(shí)短路保護(hù)不起作用,。

　　4,、 下圖是常見的限流、短路保護(hù)電路,。其工作原理簡述如下：

　　當(dāng)輸出電路短路或過流,，變壓器原邊電流增大，R3 兩端電壓降增大,，③腳電壓升高,，UC3842⑥腳輸出占空 比逐漸增大，③腳電壓超過1V時(shí),，UC3842關(guān)閉無輸出,。

　　5、下圖是用電流互感器取樣電流的保護(hù)電路,，有著功耗小,，但成本高和電路較為復(fù)雜，其工作原理簡述如下：

　　輸出電路短路或電流過大,，TR1次級(jí)線圈感 應(yīng)的電壓就越高,，當(dāng)UC3842③腳超過1伏，UC3842 停止工作,，周而復(fù)始,，當(dāng)短路或過載消失，電路自行恢復(fù),。

　　七,、輸出端限流保護(hù)

　　上圖是常見的輸出端限流保護(hù)電路，其工作原理簡述如上圖：當(dāng)輸出電流過大時(shí),，RS（錳銅絲）兩端電壓上升,，U1③腳電壓高于②腳基準(zhǔn)電壓,，U1①腳輸出高電壓，Q1導(dǎo)通,，光耦發(fā)生光電效應(yīng),，UC3842①腳電壓降低，輸出電壓降低,，從而達(dá)到輸出過載限流的目的,。

　　八、輸出過壓保護(hù)電路的原理

　　輸出過壓保護(hù)電路的作用是：當(dāng)輸出電壓超過設(shè)計(jì)值時(shí),，把輸出電壓限定在一安全值的范圍內(nèi),。當(dāng)開關(guān)電源內(nèi)部穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障或者由于用戶操作不當(dāng)引起輸出過壓現(xiàn)象時(shí)，過壓保護(hù)電路進(jìn)行保護(hù)以防止損壞后級(jí)用電設(shè)備,。應(yīng)用最為普遍的過壓保護(hù)電路有如下幾種：

　　1,、可控硅觸發(fā)保護(hù)電路：

　　如上圖，當(dāng)Uo1輸出升高,，穩(wěn)壓管（Z3）擊穿導(dǎo)通,，可控硅（SCR1）的控制端得到觸發(fā)電壓，因此可控硅導(dǎo)通,。Uo2電壓對(duì)地短路,，過流保護(hù)電路或短路保護(hù)電路就會(huì)工作，停止整個(gè)電源電路的工作,。當(dāng)輸出過壓現(xiàn)象排除,，可控硅的控制端觸發(fā)電壓通過R對(duì)地泄放，可控硅恢復(fù)斷開狀態(tài),。

　　2、光電耦合保護(hù)電路：

　　如上圖,，當(dāng)Uo有過壓現(xiàn)象時(shí),，穩(wěn)壓管擊穿導(dǎo)通，經(jīng)光耦（OT2）R6到地產(chǎn)生電流流過,，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光,，從而使光電耦合器的光敏三極管導(dǎo)通。Q1基極得電導(dǎo)通,， 3842的③腳電降低,，使IC關(guān)閉，停止整個(gè)電源的工作,，Uo為零,，周而復(fù)始，,。

　　3,、輸出限壓保護(hù)電路：

　　輸出限壓保護(hù)電路如下圖,，當(dāng)輸出電壓升高，穩(wěn)壓管導(dǎo)通光耦導(dǎo)通,，Q1基極有驅(qū)動(dòng)電壓而道通,，UC3842③電壓升高，輸出降低,，穩(wěn)壓管不導(dǎo)通,，UC3842③電壓降低，輸出電壓升高,。周而復(fù)始,，輸出電壓將穩(wěn)定在一范圍內(nèi)（取決于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值）。

　　4,、輸出過壓鎖死電路：

　　圖A的工作原理是,，當(dāng)輸出電壓Uo升高，穩(wěn)壓管導(dǎo)通,，光耦導(dǎo)通,，Q2基極得電導(dǎo)通，由于Q2的導(dǎo)通Q1基極電壓降低也導(dǎo)通,，Vcc電壓經(jīng)R1,、Q1、R2使Q2始終導(dǎo)通,，UC3842③腳始終是高電平而停止工作,。在圖B中，UO升高U1③腳電壓升高,，①腳輸出高電平,，由于D1、R1的存在,，U1①腳始終輸出高電平Q1始終導(dǎo)通,，UC3842①腳始終是低電平而停止工作。正反饋,？

　　九,、功率因數(shù)校正電路（PFC）

　　1、原理示意圖：

　　2,、工作原理： 輸入電壓經(jīng)L1,、L2、L3等組成的EMI濾波器,，BRG1整流一路送PFC電感,，另一路經(jīng)R1、R2分壓后送入PFC控制器作為輸入電壓的取樣,，用以調(diào)整控制信號(hào)的占空比,，即改變Q1的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間,，穩(wěn)定PFC輸出電壓。L4是PFC電感,，它在Q1導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存能量,，在Q1關(guān)斷時(shí)施放能量。D1是啟動(dòng)二極管,。D2是PFC整流二極管,，C6、C7濾波,。PFC電壓一路送后級(jí)電路,，另一路經(jīng)R3、R4分壓后送入PFC控制器作為PFC輸出電壓的取樣,，用以調(diào)整控制信號(hào)的占空比,，穩(wěn)定PFC輸出電壓。

　　十,、輸入過欠壓保護(hù)

　　1,、 原理圖：

　　2、 工作原理：

　　AC輸入和DC輸入的開關(guān)電源的輸入過欠壓保護(hù)原理大致相同,。保護(hù)電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓,。 取樣電壓分為兩路，一路經(jīng)R1,、R2,、R3、R4分壓后輸入比較器3腳,，如取樣電壓高于2腳基準(zhǔn)電壓,，比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關(guān)斷，電源無輸出,。另一路經(jīng)R7,、R8、R9,、R10分壓后輸入比較器6腳，如取樣電壓低于5腳基準(zhǔn)電壓,，比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關(guān)斷,，電源無輸出。