開關(guān)電源的電路構(gòu)成及各部分詳解

一方面，開關(guān)電源電路構(gòu)造

開關(guān)電源的關(guān)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(zhuǎn)換電源電路、PWM控制板電源電路、輸出變壓器濾波電路構(gòu)成。輔助工具電源電路有鍵入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電源電路等。

開關(guān)電源的電源電路構(gòu)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(dāng)有遭雷擊，造成髙壓經(jīng)電力網(wǎng)導(dǎo)進(jìn)開關(guān)電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1構(gòu)成的電源電路開展維護(hù)。當(dāng)加進(jìn)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，F(xiàn)1、F2、F3會損壞維護(hù)后級電源電路。

②鍵入濾波電路：C1、L1、C2、C3構(gòu)成的雙π型過濾互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵是對鍵入開關(guān)電源的電磁感應(yīng)噪音及低頻振蕩數(shù)據(jù)信號開展抑止，避免對開關(guān)電源干撓，另外也避免開關(guān)電源自身造成的高頻低頻振蕩對電力網(wǎng)干撓。當(dāng)開關(guān)電源打開一瞬間，要對C5電池充電，因?yàn)橐凰查g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(fèi)在RT1電阻器上，一定時間后氣溫上升后RT1電阻減少（RT1是負(fù)溫指數(shù)元器件），這時候它耗費(fèi)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(jīng)BRG1變壓器后，經(jīng)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(gòu)成的雙π型過濾互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵是對鍵入開關(guān)電源的電磁感應(yīng)噪音及低頻振蕩數(shù)據(jù)信號開展抑止，避免對開關(guān)電源干撓，另外也避免開關(guān)電源自身造成的高頻低頻振蕩對電力網(wǎng)干撓。C3、C4為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感器。

②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7構(gòu)成抗浪涌電源電路。在起機(jī)的一瞬間，因?yàn)镃6的存有Q2不通斷，電流量經(jīng)RT1組成控制回路。當(dāng)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(jī)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(hù)后級電源電路。

三、輸出功率轉(zhuǎn)換電源電路

1、MOS管的原理：現(xiàn)階段運(yùn)用*普遍的絕緣層?xùn)艌鲂?yīng)管是MOSFET（MOS管），是運(yùn)用半導(dǎo)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(yīng)元器件。因?yàn)樗臇艠O處在不導(dǎo)電性情況，因此輸入電阻能夠進(jìn)一步提高，*多達(dá)到105歐母，MOS管是運(yùn)用柵源工作電壓的尺寸，來更改半導(dǎo)體材料表層感生電荷的是多少，進(jìn)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(gòu)成緩沖器，和電源開關(guān)MOS管并接，使電源開關(guān)管工作電壓地應(yīng)力降低，EMI降低，不產(chǎn)生二次熱擊穿。在電源開關(guān)管Q1關(guān)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(shù)據(jù)信號參加各項(xiàng)工作周波的占空比操縱，因而是各項(xiàng)工作周波的電流量限定。當(dāng)R5上的工作電壓做到1V時，UC3842終止工作中，電源開關(guān)管Q1馬上關(guān)閉。R1和Q1中的結(jié)電容CGS、CGD一起構(gòu)成RC互聯(lián)網(wǎng)，電容器的充放電立即危害著電源開關(guān)管的電源開關(guān)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(guān)管的電源開關(guān)速率。Z1一般將MOS管的GS工作電壓限定在18V下列，進(jìn)而維護(hù)了MOS管。Q1的柵極控制計(jì)劃工作電壓為鋸形波，當(dāng)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(dāng)Q1截至?xí)r，變電器根據(jù)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(zhǔn)備。IC依據(jù)輸出工作電壓和電流量時刻調(diào)節(jié)著⑥腳鋸形波占空比的尺寸，進(jìn)而平穩(wěn)了整個設(shè)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(zhuǎn)換電源電路：

Q1和Q2將輪著通斷。

5、有驅(qū)動器變電器的輸出功率轉(zhuǎn)換電源電路：

T2為驅(qū)動器變電器，T1為電源開關(guān)變電器，TR1為電流量環(huán)。

四、輸出變壓器濾波電路：

1、正激式逆變電路：

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

2、反激式逆變電路：

T1為電源開關(guān)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(xù)流電感器，R2為假負(fù)載，C4、L2、C5構(gòu)成π型濾波器。

3、同歩逆變電路：

原理：當(dāng)變電器次級線圈上方為正時，電流量經(jīng)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?yàn)樘幵诜雌刂?。?dāng)變電器次級線圈下方為正時，電流量經(jīng)C3、R4、R2使Q1通斷，Q1為續(xù)流管。Q2柵極因?yàn)樘幵诜雌刂?。L2為續(xù)流電感器，C6、L1、C7構(gòu)成π型濾波器。R1、C1、R9、C4為削尖峰電源電路。

五、降壓環(huán)路基本原理

1、意見反饋樹狀圖：

2、原理：

當(dāng)輸出U0上升，經(jīng)取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓電路后，U1③腳工作電壓上升，當(dāng)其超出U1②腳標(biāo)準(zhǔn)工作電壓后U1①腳輸出高電平，使Q1通斷，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)亮，光學(xué)三極管通斷，UC3842①腳電位差相對降低，進(jìn)而更改U1⑥腳輸出占空比減少，U0減少。當(dāng)輸出U0減少時，U1③腳工作電壓減少，當(dāng)其低過U1②腳標(biāo)準(zhǔn)工作電壓后U1①腳輸出低電平，Q1不通斷，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)亮，光學(xué)三極管不通斷，UC3842①腳電位差上升，進(jìn)而更改U1⑥腳輸出占空比變大，U0減少。循環(huán)反復(fù)，進(jìn)而使輸出工作電壓長期保持。調(diào)整VR1可更改輸出工作電壓值。

意見反饋環(huán)路是危害開關(guān)電源可靠性的關(guān)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(xiàn)異常，空、滿負(fù)荷震蕩，輸出工作電壓不平穩(wěn)等。

六、過流保護(hù)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(nèi)，它能夠用多種多樣方式來保持制人數(shù)電源電路，當(dāng)輸出功率制人數(shù)在短路故障時失靈時，只能另加設(shè)一部分電源電路。

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

當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，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(huán)反復(fù)。當(dāng)短路故障狀況消退后，電源電路能夠全自動修復(fù)成一切正常工作態(tài)度。

3、下面的圖是中輸出功率過流保護(hù)電源電路，其基本原理概述以下：

當(dāng)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(zhuǎn)①腳輸出高電位，給C1電池充電，當(dāng)C1兩端電壓超出⑤腳標(biāo)準(zhǔn)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(huán)反復(fù)，當(dāng)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(shù)，電阻錯誤時過流保護(hù)失靈。

4、下面的圖是常用的制人數(shù)、過流保護(hù)電源電路。其原理概述以下：

當(dāng)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(guān)掉無輸出。

5、下面的圖是用電壓互感器抽樣電流量的維護(hù)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(yīng)的工作電壓越多高，當(dāng)UC3842③腳超出1伏，UC3842終止工作中，循環(huán)反復(fù)，當(dāng)短路故障或負(fù)載消退，電源電路自主修復(fù)。

七、輸出端制人數(shù)維護(hù)

圖中是常用的輸出端制人數(shù)維護(hù)電源電路，其原理概述如圖：當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)工作電壓，U1①腳輸出高工作電壓，Q1通斷，光耦產(chǎn)生光電效應(yīng)，UC3842①腳工作電壓減少，輸出工作電壓減少，進(jìn)而做到輸出負(fù)載制人數(shù)的目地。

八、輸出過電壓保護(hù)電源電路的基本原理

輸出過電壓保護(hù)電源電路的功效是：當(dāng)輸出工作電壓超出設(shè)計(jì)方案值時，把輸出工作電壓限制在一**值的范圍之內(nèi)。當(dāng)開關(guān)電源內(nèi)部降壓環(huán)路出現(xiàn)異常或是因?yàn)榭蛻魧?shí)際操作不善造成輸出過流保護(hù)狀況時，過電壓保護(hù)電源電路開展維護(hù)以避免受損后級用電量機(jī)器設(shè)備。運(yùn)用更為廣泛的過電壓保護(hù)電源電路有以下幾類：

1、晶閘管促發(fā)維護(hù)電源電路：

如圖，當(dāng)Uo1輸出上升，穩(wěn)壓極管（Z3）熱擊穿通斷，晶閘管（SCR1）的操縱端獲得促發(fā)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(hù)電路或過流保護(hù)電源電路就會工作中，終止全部電源電路的工作中。當(dāng)輸出過流保護(hù)狀況**，晶閘管的操縱端促發(fā)工作電壓根據(jù)R對地泄流，晶閘管修復(fù)斷掉情況。

2、光學(xué)藕合維護(hù)電源電路：

如圖，當(dāng)Uo有過壓狀況時，穩(wěn)壓極管熱擊穿通斷，經(jīng)光耦（OT2）R6到地造成電流量穿過，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)亮，進(jìn)而使光電耦合器的光敏三極管通斷。Q1基極得電導(dǎo)通，3842的③腳電減少，使IC關(guān)掉，終止全部開關(guān)電源的工作中，Uo為零，循環(huán)反復(fù)，。

3、輸出限壓維護(hù)電源電路：

輸出限壓維護(hù)電源電路以下圖，當(dāng)輸出工作電壓上升，穩(wěn)壓極管通斷光耦通斷，Q1基極有驅(qū)動器工作電壓而道通，UC3842③工作電壓上升，輸出減少，穩(wěn)壓極管不通斷，UC3842③工作電壓減少，輸出工作電壓上升。循環(huán)反復(fù)，輸出工作電壓將平穩(wěn)在一范圍之內(nèi)（在于穩(wěn)壓極管的降壓值）。

4、輸出過流保護(hù)鎖起來電源電路：

圖A的原理是，當(dāng)輸出工作電壓Uo上升，穩(wěn)壓極管通斷，光耦通斷，Q2基極得電導(dǎo)通，因?yàn)镼2的通斷Q1基極工作電壓減少也通斷，Vcc工作電壓經(jīng)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?yàn)镈1、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(diào)節(jié)？

九、功率因數(shù)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(jīng)L1、L2、L3等構(gòu)成的EMI濾波器，BRG1變壓器一路送PFC電感器，另一路經(jīng)R1、R2分壓電路后送進(jìn)PFC控制板做為鍵入工作電壓的抽樣，用于調(diào)節(jié)操縱數(shù)據(jù)信號的占空比，即更改Q1的導(dǎo)通和關(guān)閉時間，平穩(wěn)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(guān)閉時釋放動能。D1是運(yùn)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(jīng)R3、R4分壓電路后送進(jìn)PFC控制板做為PFC輸出工作電壓的抽樣，用于調(diào)節(jié)操縱數(shù)據(jù)信號的占空比，平穩(wěn)PFC輸出工作電壓。

十、鍵入過欠壓保護(hù)

1、電路原理圖：

2、原理：

AC鍵入和DC鍵入的開關(guān)電源的鍵入過欠壓保護(hù)基本原理基本相同。維護(hù)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(jīng)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(biāo)準(zhǔn)工作電壓，比較器1腳輸出高電平去操縱主控制板使其關(guān)閉，開關(guān)電源無輸出。另一路經(jīng)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(biāo)準(zhǔn)工作電壓，比較器7腳輸出高電平去操縱主控制板使其關(guān)閉，開關(guān)電源無輸出。

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開關(guān)電源的電路構(gòu)成及各部分詳解