要成为及格的电工，何如能不了解开关电源呢？看完本文，包你分分钟掌握的开关电源的全体底细。

一、开关电源的电路构成

开关电源的要紧电路是由输入电磁干预滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率转换电路、PWM掌握器电路、输出整流滤波电路构成。帮助电路有输入过欠压爱护电路、输出过欠压爱护电路、输出过流爱护电路、输出短路爱护电路等。

开关电源的电路构成方框图下列：二、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构成的电路施行爱护。当加在压敏电阻两头的电压超出其办事电压时，其阻值低沉，使高压能量耗损在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会销毁爱护后级电路。

②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3构成的双π型滤波网络主假如对输入电源的电磁噪声及杂波记号施行抵御，避让对电源干预，同时也避让电源自己形成的高频杂波对电网干预。当电源开启刹时，要对C5充电，由于刹时电流大，加RT1（热敏电阻）就可以灵验的避让浪涌电流。因刹时能量全耗损在RT1电阻上，一守工夫后温度抬高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它耗损的能量特别小，后级电路可寻常办事。

③整流滤波电路：换取电压经BRG1整流后，经C5滤波后获得较为纯洁的直流电压。若C5容质变小，输出的换取纹波将增大。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型滤波网络主假如对输入电源的电磁噪声及杂波记号施行抵御，避让对电源干预，同时也避让电源自己形成的高频杂波对电网干预。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。在起机的刹时，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。倘若C8泄电或后级电路短路表象，在起机的刹时电流在RT1上形成的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的工夫销毁，以爱护后级电路。三、功率转换电路1、MOS管的办事道理：当前运用最遍及的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是哄骗半导体表面的电声效应施行办事的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电形态，于是输入电阻也许大大升高，最高可达欧姆，MOS管是哄骗栅源电压的巨细，来变换半导体表面感生电荷的几何，进而掌握漏极电流的巨细。

2、罕见的道理图

3、办事道理：

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2构成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力节减，EMI节减，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目下办事周波的占空比掌握，是以是目下办事周波的电流束缚。当R5上的电压到达1V时，UC中止办事，开关管Q1即时关断。

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，易引发振动，电磁干预也会很大；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下列，进而爱护了MOS管。

Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通工夫越长，变压器所积存的能量也就越多；当Q1停止时，变压器经过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也到达了磁场复位的方针，为变压器的下一次保存、传达能量做好了打算。IC按照输出电压和电流功夫调换着⑥足锯形波占空比的巨细，进而平静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将轮番导通。

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。

四、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：

办事道理：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停止。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停止。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。五、稳压环路道理1、反应电路道理图2、办事道理：

当输出U0抬高，经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后，U1③足电压抬高，当其超出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，进而变换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，进而变换U1⑥足输出占空比增大，U0低沉。循环往复，进而使输出电压坚持平静。调治VR1可变换输出电压值。

反应环路是影响开关电源平静性的严重电路。如反应电阻电容错、漏、虚焊等，会形成自激振动，毛病表象为：波形反常，空、满载振动，输出电压不平静等。六、短路爱护电路

1、在输出端短路的景况下，PWM掌握电路也许把输出电流束缚在一个平安规模内，它也许用多种办法来实行限流电路，当功率限流在短路时不起做历时，惟独另增设一部份电路。2、短路爱护电路每每有两种，下图是小功率短路爱护电路，其道理简述下列：

当输出电路短路，输出电压消逝，光耦OT1不导通，UC①足电压激昂至5V左右，R1与R2的分压超出TL基准，使之导通，UC⑦足VCC电位被拉低，IC中止办事。UC中止办事后①足电位消逝，TL不导通UC⑦足电位激昂，UC从新启动，循环往复。当短路表象消逝后，电路也许主动复原成寻常办事形态。3、下图是中功率短路爱护电路，其道理简述下列：

当输出短路，UC①足电压激昂,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C1两头电压超出⑤足基准电压时U1⑦足输出低电位，UC①足低于1V，UCC中止办事，输出电压为0V，循环往复，当短路消逝后电路寻常办事。R2、C1是充放电工夫常数，阻值错误时短路爱护不起影响。4、下图是罕见的限流、短路爱护电路。其办事道理简述下列：

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足电压超出1V时，UC敞开无输出。5、下图是用电流互感器取样电流的爱护电路，

有着功耗小，但成本高和电路较为繁杂，其办事道理简述下列：输出电路短路或电流过大，TR1次级线圈感到的电压就越高，当UC③足超出1伏，UC中止办事，循环往复，当短路或过载消逝，电路自行复原。

七、输出端限流爱护

上图是罕见的输出端限流爱护电路，其办事道理简述如上图：当输出电流过大时，RS（锰铜丝）两头电压激昂，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，进而到达输出过载限流的方针。

八、输出过压爱护电路的道理

输出过压爱护电路的影响是：当输出电压超出计划值时，把输出电压限定在一平安值的规模内。当开关电源内部稳压环路呈现毛病也许由于用户职掌失当引发输出过压表象时，过压爱护电路施行爱护以避让毁坏后级用电征战。运用最为遍及的过压爱护电路犹下列几种：

1、可控硅触发爱护电路：

如上图，当Uo1输出抬高，稳压管（Z3）击穿导通，可控硅（SCR1）的掌握端获得触发电压，是以可控硅导通。Uo2电压对地短路，过流爱护电路或短路爱护电路就会办事，中止全面电源电路的办事。当输出过压表象清除，可控硅的掌握端触发电压经过R对地泄放，可控硅复原断开形态。

2、光电耦合爱护电路：

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敞开，中止全面电源的办事，Uo为零，循环往复，。3、输出限压爱护电路

输出限压爱护电路下列图，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。循环往复，输出电压将平静在一规模内（取决于稳压管的稳压值）。

4、输出过压锁死电路

图A的办事道理是，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不停导通，UC③足不停是高电平而中止办事。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足不停输出高电平Q1不停导通，UC①足不停是低电平而中止办事。九、功率因数校对电路（PFC）

1、道理示企图

2、办事道理：输入电压经L1、L2、L3等构成的EMI滤波器，BRG1整流沿路送PFC电感，另沿路经R1、R2分压后送入PFC掌握器做为输入电压的取样，用以调换掌握记号的占空比，即变换Q1的导通和关断工夫，平静PFC输出电压。L4是PFC电感，它在Q1导通时积存能量，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电压沿路送后级电路，另沿路经R3、R4分压后送入PFC掌握器做为PFC输出电压的取样，用以调换掌握记号的占空比，平静PFC输出电压。十、输入过欠压爱护

1、道理图

2、办事道理：AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压爱护道理大概雷同。爱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，沿路经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足输出高电平去掌握主掌握器使其关断，电源无输出。另沿路经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足输出高电平去掌握主掌握器使其关断，电源无输出。十一、电池办理1、电池办理道理图当两台电源并机办事时，其输出端是并接在一同的，均流记号线也连结在一同。此刻假定电源A的输出电流Io1大于电源B的输出电流Io2，在两台电源内部的电流取样电压就会A高于B，也即是JL1+高于JL2+，而JL1+和JL2+是接在统一条线上（均流母线），是以JL2+抬高，经过电源B内部均流电路的掌握迫使其输出电压抬高，Io2增大，Io1减小（负载电流稳固）；Io2高于Io1时，其掌握进程恰好相悖，这样轮回，最后使两台电源的输出电压、电流坚持一致。Q3、C19、R34～R36构成的电路的影响是，在电源启动早期输出电压低或输出欠压时Q3导通，使U2A③足处于低电位，U2A①足输出低电平，Q1停止，也即是使均流电路不起影响。VR1可调治均流记号的电压值，也可调治输出限流点。

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