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成为一名及格的电源工程师要观赏的学问包括万象，小抵家用电器，大到航天飞机，卫星等供电系统，大型电力行业所用的仪器配置，高精细疗养配置无不须要电源来供给安稳动力，这也更须要洪量具备电源业余学问水准的工程师来结尾安排和研发。然则，何如做好第一步，打好电源工程师的基础功？小编在这边对开关电源电路图及道理举办讲授，仅供参考！

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开关电源的电路构成开关电源的首要电路是由输入电磁困扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率转换电路、PWM管束器电路、输出整流滤波电路构成。帮忙电路有输入过欠压庇护电路、输出过欠压庇护电路、输出过流庇护电路、输出短路庇护电路等。开关电源的电路构成方框图如下：

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输入电路的道理及罕见电路1、AC输入整流滤波电路道理：①防雷电路：当有雷击，形成高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1构成的电路举办庇护。当加在压敏电阻两头的电压超越其处事电压时，其阻值低沉，使高压能量耗费在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会销毁庇护后级电路。②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3构成的双π型滤波网络主借使对输入电源的电磁噪声及杂波记号举办统制，避免对电源困扰，同时也避免电源自己形成的高频杂波对电网困扰。当电源开启霎时，要对C5充电，由于霎时电流大，加RT1(热敏电阻)就可以有用的避免浪涌电流。因刹时能量全耗费在RT1电阻上，一按光阴后温度抬高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件)，这时它耗费的能量特别小，后级电路可一般处事。③整流滤波电路：调换电压经BRG1整流后，经C5滤波后获得较为洁净的直流电压。若C5容质变小，输出的调换纹波将增大。2、DC输入滤波电路道理：①输入滤波电路：C1、L1、C2构成的双π型滤波网络主借使对输入电源的电磁噪声及杂波记号举办统制，避免对电源困扰，同时也避免电源自己形成的高频杂波对电网困扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7构成抗浪涌电路。在起机的霎时，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1形成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。假如C8走电或后级电路短路表象，在起机的霎时电流在RT1上形成的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的光阴销毁，以庇护后级电路。

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功率转换电路1、MOS管的处事道理：方今运用最宽广的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管)，是行使半导体表面的电声效应举办处事的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状况，于是输入电阻能够大大升高，最高可达欧姆，MOS管是行使栅源电压的巨细，来变动半导体表面感生电荷的几多，进而管束漏极电流的巨细。2、罕见的道理图：3、处事道理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2构成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力裁减，EMI裁减，不产生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易形成尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一同，能很好地汲取尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值记号介入暂时处事周波的占空比管束，因而是暂时处事周波的电流束缚。当R5上的电压抵达1V时，UC中止处事，开关管Q1马上关断。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一同构成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速率。R1太小，易引发震撼，电磁困扰也会很大；R1过大，会低沉开关管的开关速率。Z1每每将MOS管的GS电压束缚在18V如下，进而庇护了MOS管。Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通光阴越长，变压器所积聚的能量也就越多；当Q1截至时，变压器经过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也抵达了磁场复位的目标，为变压器的下一次储备、传送能量做好了谋划。IC依据输出电压和电流时间调换着⑥足锯形波占空比的巨细，进而安稳了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压汲取回路。4、推挽式功率转换电路：Q1和Q2将轮替导通。5、有启动变压器的功率转换电路：T2为启动变压器，T1为开关变压器，TR1为电流环。

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输出整流滤波电路1、正激式整流电路：T1为开关变压器，其初极和次极的相位同相。D1为整流二极管，D2为续流二极管，R1、C1、R2、C2为削尖峰电路。L1为续流电感，C4、L2、C5构成π型滤波器。2、反激式整流电路：T1为开关变压器，其初极和次极的相位相悖。D1为整流二极管，R1、C1为削尖峰电路。L1为续流电感，R2为假负载，C4、L2、C5构成π型滤波器。3、同步整流电路：处事道理：当变压器次级上端为正时，电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通，电路形成回路，Q2为整流管。Q1栅极由于处于反偏而截至。当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使Q1导通，Q1为续流管。Q2栅极由于处于反偏而截至。L2为续流电感，C6、L1、C7构成π型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。

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稳压环路道理1、反应电路道理图：2、处事道理：当输出U0抬高，经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后，U1③足电压抬高，当其超越U1②足基准电压后U1①足输出高电平，使Q1导通，光耦OT1发光二极管发光，光电三极管导通，UC①足电位响应变低，进而变动U1⑥足输出占空比减小，U0低沉。当输出U0低沉时，U1③足电压低沉，当其低过U1②足基准电压后U1①足输出低电平，Q1不导通，光耦OT1发光二极管不发光，光电三极管不导通，UC①足电位抬高，进而变动U1⑥足输出占空比增大，U0低沉。循环不息，进而使输出电压坚持安稳。调治VR1可变动输出电压值。反应环路是影响开关电源安稳性的首要电路。如反应电阻电容错、漏、虚焊等，会形成自激震撼，阻碍表象为：波形反常，空、满载震撼，输出电压不安稳等。

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短路庇护电路在输出端短路的情状下，PWM管束电路能够把输出电流束缚在一个平安范畴内，它能够用多种办法来结尾限流电路，当功率限流在短路时不起做历时，惟有另增设一部份电路。1、短路庇护电路每每有两种，下图是小功率短路庇护电路，其道理简述如下：当输出电路短路，输出电压消散，光耦OT1不导通，UC①足电压飞腾至5V左右，R1与R2的分压超越TL基准，使之导通，UC⑦足VCC电位被拉低，IC中止处事。UC中止处事后①足电位消散，TL不导通UC⑦足电位飞腾，UC从头启动，循环不息。当短路表象消散后，电路能够主动复原成一般处事状况。2、下图是中功率短路庇护电路，其道理简述如下：当输出短路，UC①足电压飞腾，U1③足电位高于②足时，对比器翻转①足输出高电位，给C1充电，当C1两头电压超越⑤足基准电压时U1⑦足输出低电位，UC①足低于1V，UCC中止处事，输出电压为0V，循环不息，当短路消散后电路一般处事。R2、C1是充放电光阴常数，阻值错误时短路庇护不起影响。3、下图是罕见的限流、短路庇护电路。其处事道理简述如下：当输出电路短路或过流，变压器原边电流增大，R3两头电压降增大，③足电压抬高，UC⑥足输出占空比慢慢增大，③足电压超越1V时，UC紧闭无输出。4、下图是用电流互感器取样电流的庇护电路，有着功耗小，但成本高和电路较为繁杂，其处事道理简述如下：输出电路短路或电流过大，TR1次级线圈感触的电压就越高，当UC③足超越1伏，UC中止处事，循环不息，当短路或过载消散，电路自行复原。

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输出端限流庇护上图是罕见的输出端限流庇护电路，其处事道理简述如上图：当输出电流过大时，RS(锰铜丝)两头电压飞腾，U1③足电压高于②足基准电压，U1①足输出高电压，Q1导通，光耦产生光电效应，UC①足电压低沉，输出电压低沉，进而抵达输出过载限流的目标。

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输出过压庇护电路的道理输出过压庇护电路的影响是：当输出电压超越安排值时，把输出电压限定在一平安值的范畴内。当开关电源内部稳压环路浮现阻碍可能由于用户职掌失当引发输出过压表象时，过压庇护电路举办庇护以避免毁坏后级用电配置。运用最为广泛的过压庇护电路犹如下几种：1、可控硅触发庇护电路：如上图，当Uo1输出抬高，稳压管(Z3)击穿导通，可控硅(SCR1)的管束端获得触发电压，因而可控硅导通。Uo2电压对地短路，过流庇护电路或短路庇护电路就会处事，中止周全电源电路的处事。当输出过压表象消除，可控硅的管束端触发电压经过R对地泄放，可控硅复原断开状况。2、光电耦合庇护电路：如上图，当Uo有过压表象时，稳压管击穿导通，经光耦(OT2)R6到地形成电流流过，光电耦合器的发光二极管发光，进而使光电耦合器的光敏三极管导通。Q1基极得电导通，的③足电低沉，使IC紧闭，中止周全电源的处事，Uo为零，循环不息。3、输出限压庇护电路：输出限压庇护电路如下图，当输出电压抬高，稳压管导通光耦导通，Q1基极有启动电压而道通，UC③电压抬高，输出低沉，稳压管不导通，UC③电压低沉，输出电压抬高。循环不息，输出电压将安稳在一范畴内(取决于稳压管的稳压值)。4、输出过压锁死电路：图A的处事道理是，当输出电压Uo抬高，稳压管导通，光耦导通，Q2基极得电导通，由于Q2的导通Q1基极电压低沉也导通，Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2一直导通，UC③足一直是高电平而中止处事。在图B中，UO抬高U1③足电压抬高，①足输出高电平，由于D1、R1的存在，U1①足一直输出高电平Q1一直导通，UC①足一直是低电平而中止处事。

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功率因数校对电路(PFC)1、道理示妄念：2、处事道理：输入电压经L1、L2、L3等构成的EMI滤波器，BRG1整流一齐送PFC电感，另一齐经R1、R2分压后送入PFC管束器做为输入电压的取样，用以调换管束记号的占空比，即变动Q1的导通和关断光阴，安稳PFC输出电压。L4是PFC电感，它在Q1导通时积聚能量，在Q1关断时施放能量。D1是启动二极管。D2是PFC整流二极管，C6、C7滤波。PFC电压一齐送后级电路，另一齐经R3、R4分压后送入PFC管束器做为PFC输出电压的取样，用以调换管束记号的占空比，安稳PFC输出电压。

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输入过欠压庇护1、道理图：2、处事道理：AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压庇护道理大体不异。庇护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压。取样电压分为两路，一齐经R1、R2、R3、R4分压后输入对比器3足，如取样电压高于2足基准电压，对比器1足输出高电平去管束主管束器使其关断，电源无输出。另一齐经R7、R8、R9、R10分压后输入对比器6足，如取样电压低于5足基准电压，对比器7足输出高电平去管束主管束器使其关断，电源无输出。

参考质料：

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