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开关电源原理解析

3711C开关电源原理解析

LCD工厂PE部：开文魁

导师：陈炳红『摘要』本文针对GC32机芯平板液晶电视中常用的3711C电源的工作原理及各功能模块进行分析，简介美国Onsemi（安森美）公司的NCP1650型功率因数校正(PFC)集成电路的工作原理。

『关键词』 PFC（功率因数校正），同步整流。

3711C电源是带PFC（功率因数校正）的开关电源，即通过PFC集成电路来控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频交流电，提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组稳定的直流电压。此开关电源由于输出回路和输入回路不共地，所以可以利用变压器的多个次级绕组实现多路输出，满足整机的主板、显示屏以及电源板内部IC的供电需求，其原理框图如下所示：

一、交流输入及桥式整流模块

交流市电从火线（Live）、零线(Neutral)线输入，F1为保险管，在电流过大时熔断，以保护电路。为了避免输入端电压由于雷电、电感性开关等因素的影响而产生的电压尖峰对电源造成不利影响，采用在交流输入端并接金属氧化物压敏电阻ZV1（压敏电阻两端电压较低与其两端之间的电阻成反比）来对瞬态电压进行抑制，

当高压尖峰瞬间出现在压敏电阻两端时，它的阻抗减小到一个低值，消除了尖峰电压使得输入电压达到安全值，使瞬间能量消耗在压敏电阻上，防止瞬间尖峰高压将后续电路损坏。

输入滤波器是由共模电感（LF1、LF2）和CX电容（CX1、CX2）及CY电容（CY1、CY2、CY5）组成的低通滤波器电路构成，对频率较高的噪声信号有较大的衰减。R1、CX1、CX2用来抑制差模干扰（来自电源火线而经由零线返回的杂讯）；R69、CY1、CY2、CY5用来滤除共模干扰（自电源火线或零线而经由地线返回的杂讯）。LF1、LF2 是共模电感，L1是差模电感。交流电经过整流桥堆BD1全波整流滤波后变为直流。

图1.交流输入及滤波网络图2.桥堆整流

二、12V输出模块

1、12V输出

此12V电压仅给主板供电。

经过桥堆（BD1）整流后的直流分两路经过D9、D1（PFC控制IC1在P_ON高电平信号到来之前不工作，电感L2对低频的市电来说，相当于导线）。然后，再经C16、C17滤波，变成稳定的约310V直流电压（定义为HV）。

在PFC未工作之前其电压值U C＝220×2＝310V。

HV通过二极管D11给IC6（NCP1377）的PIN8脚供电（PIN8脚上最大能承受的电压为500V），通过IC内部电流源给PIN6脚的外接滤波电容C34充电，当充电到达12.5V时，PWM控制器IC6开始工作，从PIN 5脚DRV输出脉冲信号，驱动功率MOS管Q5快速的导通或截止；当Vcc>=Vcc(0n)=12.5V, Pin5脉冲波输出；当Vcc

min=7.5V, IC进入闩锁状态，Pin5脉冲波停止输出；当Vcc电压下降至约5.6V，IC重新启动，内部电流源重新给Pin6 的外接电容充电，直至Vcc=Vcc(0n)=12.5V，如此循环。

Q5管快速导通与截止使变压器T2开始工作，变压器T2有2个次级：一路次级输出电压一方面通过D13半波整流后,再经C34、C35滤波后给IC6供9V左右的电压

过压；另一方面（此时HV供电被自动断开），保证IC6正常工作，ZD5用于防止V

经D20整流，C51、C52滤波后，给IC11、IC10供9.5V电压（定义为VC）；第二路次级经Q6、Q17同步整流后输出12V直流电压。

2、同步整流

随着功率变换器输出电压的降低,整流损耗（包括功率开关管的损耗、高频变压器的损耗、输出端整流管的损耗）成为变换器的主要损耗，为使变换器达到很高的效率,必须降低整流损耗。原有整流电路使用肖特基二极管（SBD）作为整流二极管，但是由于导通压降在低压输出时候相对较大（虽然正向压降只有0.4V），相对于输出电压来说引起的损耗也是设计所不能接受的，于是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET 管进行整流,来提高DC／DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系，用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。

第二路次级经过Q6、Q14（内部有一只续流二极管VD，反极性地并联在漏－源极之间，能对MOSFET功率管起到保护作用）同步整流，，再经C39、C40、L4、C41滤波后输出12V电压给主板供电。当变换器输出电压在5V 左右时,可以直接利用变压器次级电压驱动同步整流管；当变换器输出电压明显高于5V 或很低( 2.2V以下) 时,一般附加一个绕组（图中T3，电流互感器）,利用附加绕组及Q7、Q8、Q9来驱动同步整流管。（Q7的第一个作用是射级跟随器，提供给差分对管基极工作所需足够的电流，第二个作用是隔离，让互感器只提供一个驱动信号，不和大信号部分接触）

图3. 同步整流

3、12V反馈网络

下图为12V输出的反馈控制电路。

图4. 12V反馈电路

输出电压经过R.50和R51//R51分压后，与可调式精密并联稳压器TL431中的2.50V （REF）基准电压进行比较，产生误差电压，再通过光耦合器PC123去控制IC6的脉宽占空比，对输出电压进行调节。用TL431来代替普通的稳压管，构成外部误差放大器，进而对U

OUT

作精细调整，可使电压调整率（SV）和负载调整率（SI）均达到±0.2％，能与线性稳压电源相媲美,这种反馈电路适于构成精密开关电源，稳压性能最佳。IC8为光耦，取样12V输出电压，反馈给控制IC6的PIN2脚，使之输出稳定，输出电压值由R50与R51//R52的比值决定。

OUT

＝2.5V×（R50＋R51//R52）/ R51//R52＝2.5V×（20K＋5.6K//82K）/5.6K//82K=12.2V

当12V部分输出的电压为12V时，C点电压约为

52//51

×12

(52//51)50

R R

R R R

＝2.5V

（从C点流入IC7的电流很小，可忽略），从B点到地之间有一个稳定的电流流过IC7，这个电流同时又用于驱动光耦IC8。因负载电流减小或交流市电电压升高而使Uo（12V）有所上升时，C点电压也跟着变大，从B点到地之间的电流也变大，流经AB的电流也变大，IC8发光强度增大， DE之间的等效电阻变小，反馈至PWM控制IC6的PIN2脚FB，IC6立即减小PWM波形的脉宽，使得增大的12V电压又下降。反之，当因负载电流增大或交流市电电压降低而使Uo（12V）有所下降时，C点电压也跟着变小，从B点到地之间的电流也变小，流经AB的电流也变小，IC8发光强度减小， DE之间的等效电阻变大，反馈至PWM控制IC6的PIN2脚FB，IC6立即增大PWM 波形的脉宽，使得减小的12V电压又增大。通过这样的方法从而使12V输出稳定。

4、12V放电电路

12V接一个断电后放电电路，为避免记忆IC和软件引起程序误操作。如图5，正常工作时，12V电压经过稳压二极管ZD7到达R54一端为12－9.1＝2.9V，此电压

通过R22，使Q10饱和导通， Q10的集电极电压约为0.3V，这样便使得Q11截止。AB 之间等效电阻约为R55//R66=7.5k,这对后续电路的供电几乎没影响。但是，当手动关机以后，12V 电压下降，当R54一端降至9.1V 以下时， Q10退出饱和状态变为截止时，Q10的集电极电压逐步升高，最终使Q11饱和导通。这样AB 间等效电阻约

为R57//R58//R59＝2203

欧姆，12V 电压快速放电。

图5. 12V 放电电路

三、开机（主板提供的P＿ON 信号为高电平5V）时的24V 输出模块 1、24V 输出电压

此24V 电压仅给屏的Inverter（背光板）供电。

当IC2的PIN1脚Adj 的电压Adj V 大于PIN2脚FB 的电压Fb V 时，IC2的PIN5脚

Drv 无驱动脉冲输出。

P_ON 信号为低电平时，Q4截止，Q12饱和导通，光耦IC5 AB 间有股大电流流过，使得CD 间等效电阻很低， C 点又与IC2的PIN2脚FB 相连，从而Adj Fb V V >，IC2的PIN5脚Drv 无驱动脉冲输出。开机时，主板MCU 使发出一个约5V 的P_ON 信号，Q4饱和导通，Q12截止，光耦IC5无电流流过，CD 间等效电阻迅速变大，从而Adj Fb V V <，IC2的PIN5脚Drv 开始输出驱动脉冲使Q2与Q17导通或截止。

图6. 24V 控制电路

HV 通过D3给IC2的PIN8脚供电，再通过IC 内部电流源给PIN6脚的外接滤波电容C21充电，当充到12.8V 时，IC2启动开始工作，PIN5脚DRV 有脉冲波输出，驱动MOS 管Q2、Q17。Q2、Q17导通，变压器T1的安初级线圈电流I P 线性上升，T1

储能。当Q2、Q17截止，副线圈输出的电压为正。其中变压器T1的一个次级通过D8、Q13、Q15整流后，给C25、C26充电，经L3、C27滤波后，输出24V 电压给背光板供电；变压器T1的另一个次级通过D7、D18等元件半波整流滤波后，分别给IC2、IC1供12V 左右的电压（在这个12V 电压到来之前，由300V 的直流高压HV 直接通过IC2的PIN8脚供电）。其中15V 稳压二极管ZD1、ZD4用于防止过大的电压损坏IC。

为了提高驱动能力，电路中增加了Q20做射随输出，以便能驱动两个MOS 管。当MOS 管Q2、Q17导通时，其栅源之间的栅源电容上存储了一部分不可忽视的电荷，在这些电荷完全泄放完之前，MOS 管不会立即关断，从而增加关断损耗。所以，为了能在关断MOS 管时迅速泄放栅源电容上存储的电荷，增加了二极管D5、D6。 2、24V 反馈网络

24V 部分的电压反馈调整电路同12V 部分的原理相同，仅仅增加了一个过压保护电路，如下图6。当输出的电压大于31V 时，ZD2、ZD3被反向击穿，Q3饱和导通，将K 点直接对地短接。光耦IC3迅速流过一股大电流，导致光藕IC3左边两极之间的等效电阻非常小。从而使Adj Fb V V >，IC2的PIN5脚Drv 无驱动脉冲输出，IC2停止工作。

图7. 24V 部分反馈控制以及过压保护电路 3、过压保护电路

保护电路：当MOS 管Q2、Q17关断时，由于漏感的存在，Q2、Q17的漏极上产生瞬间的高压（远大于HV 电压380V，24V 输出后，HV 电压为300V 和L2上存储的近80V 电压之和），这个高压存在时间稍长就可能击穿Q2、Q17。D4、C19、R16构成尖峰抑制电路，尖峰高压通过D4对C19迅速充电，从而将其拉低，以保护Q2、Q17。当Q2、Q17导通后，Q2、Q17的漏极电压很低，二极管D4被反偏，C19上存储的电荷通过R16泄放。当此部分出现故障时, 开关管肯定会烧掉. 而且没查出别的故障, 换了开关管后隔一段时间(几分钟/几小时/几天都有可能)又会烧掉。峰值电压太高

导致开关管损坏。R23、C24也起类似这样的吸收尖峰电压的作用，以保护二极管Q13、Q15、D8。

四、电网电压监控电路模块

IC11在上电后，从REF 端输出一个稳定的参考电压Vref＝2.5V。此参考电压输入到集成运放IC10的反相端。另外，交流市电通过D19半波整流，再经C49滤波后，得到一直流电压。此直流电压通过R63、R64//R70分压后输入集成运放IC10的同相端用于监测。

U A ＝U C ＊（R64//R70）/( R64//R70+R63)= U C /91

取U A ＝Vref=2.5V,则UC＝2.5*91＝227.5V 当市电>227.5/2=160V 时，IC10的同相端电压大于反相端电压，IC10从1脚输出一个约9V 的高电压，使得Q21导通。Q21导通后，漏极被直接对地短接，此时R68与R15并联，使R15上分得的HV 电压较小，输入给IC1的PIN6脚FB，从而控制脉宽大小，使得HV 稳定在380V 左右。

当市电<160V 时，IC10的同相端电压小于反相端电压，IC10从1脚输出一个低电平，使得Q21截止。Q21截止后，R68被断开。R15上分得的HV 电压较大，输入给IC1的PIN6脚FB，从而控制脉宽占空比，使得HV 稳定在260V 左右。

图8. 电网电压监测电路

五、PFC控制模块

功率因素校正目的是什么呢？大家在正常使用电器时可能会发现，家中保险跳闸往往是在某电器开的瞬间出现的。昨天还好好的，今天怎么一开就会跳闸呢？除去家电老化因素，还有就是我们的家电在开关瞬间功率是不确定的，而铭牌上的功率那只是正常使用时测量值，而非峰值。电路中有很多电容，电感，流经电容的电流比电压在相位上超前90度，流经电感的电流比电压在相位上滞后90度，用坐标轴表示出电压电流的关系后，就不难看出，在开机瞬间，要给电感、电容充电，需要很大的电量，但一定时间后能量又还给了电网，因为电容、电感除去漏电，微量发热后是不会消耗功率的。于是就会有一个不良现象，电厂越建越多，就是为了让每个电器有足够的电流启动，而往往这么高的启动功率又不用交费，带来的谐波分量很高，给电力系统带来了严重的谐波污染。

功率校正电路的目的就是将有电容、电感的电路校正成纯电阻电路，即电压和电流在同一时段相位一致，没有超前也没有滞后，使从干线获取的有功功率最大，这样就可增加功率的效率，在有PFC电路的电器中，功率的效率可以达到90%左右，而没有PFC电路的功率效率只有50-60%，所以欧洲开始强制要求凡是功率大于70W 的电器就要有PFC电路。

下图为一般电源带PFC和不带PFC的电源输入特性比较。

图9.

有源功率因数校正（APFC）主要是在整流滤波和DC/DC功率级之间串入一个有源PFC作为前置级，用于提高功率因数和实现DC/DC级输入的预稳，用作PFC电路的功率级基本上是升压型（Boost）变换器，它具有效率高、电路简单、适用电源功率高等优点。APFC技术主要采用一个变换器串入整流滤波与DC/DC变换器之间，通过特殊的控制，一方面强迫输入电流跟随输入电压，从而实现单位功率因数；另一方面反馈输出电压使之稳定，从而使DC/DC变换器的输入实现越稳定。

NCP1650是安森美半导体推出的一个高度集成的PFC控制器，其简化图如下：

图10. NCP1650 PFC 控制器的简化框图

此芯片的控制电路采用平均电流控制模式（如图11），采用一个根据控制信号Icp 来稳定平均电流（输入或输出）的控制电路。对于一个PFC控制器，Icp由低频直流环路误差放大器产生，电流放大器是电流信号的积分器和误差放大器，它控制波形调整，而Icp信号控制直流输出电压，电流Icp在Rcp上产生了一个电压。为保持电流放大器的线性状态，其输入必须相等。因此，在Rshunt上的电压降必须等于Rcp上的电压，因为在电流放大器同相端的输入电阻上没有直流电流。电流放大器的输出是一个基于分路上平均电流的“低频”误差信号和Icp信号，此信号被拿来同振荡器的锯齿波信号进行比较，PWM比较器将根据这两个输入信号生成一个占空比。

图11. 平均电流模式控制电路图

PFC环路

误差放大器有一个与其相关的极低频极点，用于提供10 Hz的典型总体环路带宽。此信号驱动一个至参考乘法器的输入，乘法器的另一个输入连接到分压的整流交流线电压。此乘法器的输出是一个交流正弦半波形，与整流后的输入电压成比例。这个交流参考提供输入信号至电流整形网络，它促使输入电流具有正确的波形和幅度，以获得良好的功率因数和正确的输出电压。

电流整形电路

图12.

电流整形网络的主要功能是使电感电流的平均值跟随参考乘法器产生的参考信号。开关电流通过与FET开关源极串联的分路电阻转换为电压。分路电阻从源极(地)连接到输入整流器的返回引线。这种电流检测方法产生了一个负电压，对于一个集成电路而言这并不理想，因为如果电压比地低几百个mV，基底注入会有问题。另一方面，这种检测方式在检测电感电流的同时，也检测了开关和二极管电流。电流检测放大器是一个有两个高频输出的跨导放大器。它使电流信号反相，并把一个输出反馈到PWM输入的一个相加节点。另一个输出送到11引脚上的平均网络。此网络有一个由外部电容和内部电阻形成的可调极点。平均电流由一个缓冲级进行比例变换，并加上一个与交流输入电压成比例的值，然后送至交流误差放大器的输入。交流误差放大器是维持良好输入功率因数的关键。因为放大器的输入应该相等，而且其中一个输入连接到参考信号，此放大器的输出必须产生一个强迫反相输入端匹配的信号。这意味着平均开关电流是参考信号的良好代表，因为这是加到反相输入端的信号。交流误差放大器的输出以极点-零点网络补偿。此信号送至反相参考缓冲。用这种方法设计电路可以使交流误差放大器的输出在零输出时处于低状态。这样可以使

外部软启动电路方便地连接到芯片。PWM的输入总共有四种信号，包括用于确定开关何时断开的信息。比较器的反相输入端接4伏参考电压。同相输入端为交流参考缓冲的交流误差信号、斜升补偿信号和瞬时电流之和。当上述三个信号的和等于4伏时，PWM比较器切换，而且功率开关断开。图13描述了电流放大器输出的电流信号和斜升补偿信号相加的波形。这两个信号都为电流的形式，通过把它们注入到PWM 输入端上的同一个16kΩ电阻以进行叠加。第三个信号是交流误差放大器缓冲的信号。这些信号合成的结果将显示在图14底部的波形中。

附录：

NCP1650引脚说明：

1 VCC IC工作电源电压输入，该引脚带欠压保护滥测电路，如果Vcc不在

UVLO范围内，器件将不工作。

2 Vref 6.5V的校准基准电压输出，在IC掉电模式时该基准电压不存在。

3 Ac Comp AC基准放大器输出，放大器将AC输入电压和输入电流的低频成分

之和与参考信号比较。响应必须足够慢以滤除从电流检测放大器输

出电流信号的高频成分，但也要足够快以引起线频率最小限度失

真。

4 Ac Ref 该脚连接滤波电容接地，提供AC误差放大器以良好的滤波和稳定

性，该AC误差放大器为跨导放大器，终端内接高阻抗负载。

5 Ac input 该脚连接AC输入矫正正弦波，该信息被用在参考放大器、最大功

率电路、和平均电流补偿电路。

6 FB/SD DC电压反馈输入（约4伏），反馈到电压校准环路。变换器直流输

出通过电阻分压，得到4.0V的电平，为电压调整环路提供反馈；

该脚还提供输入低压闩锁特性，直到反馈电平达到0.75V，芯片才

重新工作。如果通过开集电极或小信号三极管将它接地，也可作为

关断脚使用。

7 Loop Comp 电压校准环路补偿网络，连接到内部电压误差放大器输出。

8 Pcomp 最大功率环路的补偿网络，连接到内部电压误差放大器输出。

9 Pmax 该引脚允许功率乘法器输出的最大功率电平得到测量。需要连接一

个电阻和一个电容下地，电阻值与R10相关联。

10 Iavg 外围连接一低温度系数的电阻，用于设置和稳定电流感应放大器的

输出增益。以驱动功率乘法器和AC误差放大器。该电阻应和pin9

电阻同类型，电阻值决定最大平均电流。

11 Iavgfltr 连接一外围电容，用于滤去瞬间电流的高频成份，形成类似平均电

流的波形。

12 Is- 负极性感应电流输入，连于电流分流的负端。

13 Ramp Comp 谐波补偿的偏置电路，外接斜坡补偿电路，调节补偿数量，叠加至

瞬态电流和AC误差放大器的输出；

14 CT IC内部晶振的时序电容，用来调整振荡器频率。

15 Ground IC接地。

16 Output MOS管的脉冲驱动信号输出。

NCP1377管脚功能说明：

1 Demag 主复位检测和过压保护，提供固定的7.2V过压检测电平。

2 FB 定点设置峰值电流，连接光耦，峰值电流点根据输出功率要求调整。

如果电压低于内部Skip level，器件关断。

3 CS 电流检测输入识别和选定间隔周期（Skip cycle level），检测初

级线圈电流，通过L。E。B链至内部比较器，通过串接一个电阻，

控制Skip动作发生的电平。

4 GND IC参考地。

5 DRV 驱动脉冲，控制MOSFET的接通和断开。

6 VCC 供电电源电压。

7 NC 空脚。

8 HV 接高电压输入，为Vcc大电容注入恒定电流，确保给IC提供无损

的启动时序。

NCP1217引脚说明：

1 ADJ 校准峰值电流点，此脚电压高于3.1V后IC停止工作。

2 FB 定点设置峰值电流，连接光耦，峰值电流点根据输出功率要求调整。

如果电压低于内部Skip level，器件关断。

3 CS 电流检测输入识别和选定间隔周期（Skip cycle level），检测初

级线圈电流，通过L。E。B链至内部比较器，通过串接一个电阻，

控制Skip动作发生的电平。

4 Gnd IC参考地。

5 Drv 驱动脉冲，控制MOSFET的接通和断开。

6 Vcc 供电电源电压。

7 NC 悬空。

8 HV 接高电压输入，为Vcc大电容注入恒定电流，确保给IC提供无损

的启动时序。

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开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析第1页：前言：PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Sw itching Mode P ow er Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（sw itching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图

配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。事实上，终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统（closed loop system）——负责控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器（这个方法称作PW M，Pulse W idth Modulation，脉冲宽度调制）。所以说，开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量，而且降低发热量。反观线性电源，它的设计理念就是功率至上，即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下，结果产生高很多的热量。第2页：看图说话：图解开关电源下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction，功率因素校正)电路的廉价电源，图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。图3：没有PFC电路的电源图4：有PFC电路的电源通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处：一个具备主动式PFC电路而另一个不具备，前者没有110/220V转换器，而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。

全谐振开关电源的原理

全谐振开关电源的原理设计谐振变换器中的变压器 (design for an LLC resonant converter(transformer )设计全过程! 近段时间LLC谐振变换器备受关注,因为它优于常规的串联谐振变换器和并联谐振变换器:在负载和输入变化较大时,频率变化很小,且全负载范围内切换可实现零电压转换(ZVS), 下面我们就来讨论这种线路结构种的变压器设计. 当然在设计变压器之前还有些其它线路的设计,大概总结如下: a) 定义系统参数, 比如说目标效率. 输入电压范围等 b) 确定谐振网络的最大和最小电压增益 M min=Vro/Vinmax/2=Lm+n^2Llks/Lm=Lm+Llkp/Lm M max= Vin max/Vin min*M min c) 确定变压器圈数比(n=Np /Ns) n=Vin max/{2(Vo+2Vf)}*M min. d) 计算等效负载电阻(Rac) Rac={8n^2/(3.14)^2}*(Vo^2/Po)*Eff e) 设计谐振网络(一般在峰值增益上要有10-15%余量) Cr=1/2*3.14*Q*F0*Rac Lr=1/ (2*3.14*F0)^2*Cr Lp= (k+1)^2/(2k+1)*Lr 注:K值为: Lm/Llkp (激磁电感和初级漏磁电感之间的比)

下面进入主题-----设计变压器: 在设计变压器是应以最坏的情况来考虑,那么此案子是在最低的开关频率发生在最低的输入电压和满负载的情况下. 下面我们来计算原边(Np)最小圈数值.. Np min= n(V0+2Vf)/(2*Fs min* *Ae)-------△B:可以取0.25--0.3T. 然后,选择次级圈数,保证初级圈数大于Np min. Np =n*Ns>Np min 下面我们以一个实例来讨论LLC谐振变换器中的变压器具体设计: 首先根据Ap法算出大概需要的core size ,本例变压器选EER3541(Ae=107mm^2). 接下来再讨论最小的开关频率,在设计LLC谐振变压器时可以根据增益曲线可以从图表上查出,,,然后再按上述的公式来算初,次级的圈数.... 接下来就是和我们普通的变压器设计流程一样.... 下一步是来讨论变压器的构造... 因为LLC 谐振变换器是充分利用变压器的Lp,Lr..故在结构设计中应该留心... 刚有谈到LLC谐振变换器是充分利用变压器的Lp,Lr,则1在设计时需要一个相对较大的Lr值.我们一般可以采用一种可组合线轴.以获得理想的Lr值... 这种结构,线圈数和绕线结构是决定Lr大小的主要因素,而变压器的磁心气隙长度不会影响Lr太多...但,我们可以通过调整气隙长度来轻松控制Lp.. 最后我们来选择谐振电容.... 大家都知道,在选择谐振电容时必须考虑额定电流,因为会有相当数量的电流流经电容... 通过谐振电容器的均方根可表示为: Icr (rms)=√ {(3.14*Io/2√2n)^2 }+ {n(Vo+2*Vf)/4√2FoLm}^2

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理一、开关电源的电路组成：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。

时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量

详细电脑开关电源维修图解及原理图解大字版

电脑开关电源维修图解一颗强劲的CPU可以带着我们在复杂的数码世界里飞速狂奔，一块最酷的显示卡会带着我们在绚丽的3D世界里领略那五光十色的震撼，一块最棒的声卡更能带领我们进入那美妙的音乐殿堂。相对于CPU，显示卡、声卡而言，电源可能是微不足道的，我们对它的了解也不是很多，可是我们必须知道，一个稳定工作的电源，是使我们计算机能够更好工作的前提。计算机开关电源工作电压较高，通过的电流较大，又工作在有自感电动势的状态下，因此，使用过程中故障率较高。对于电源产生的故障，不少朋友束手无策，其实，只要有一点电子电路知识，就可以轻松的维修电源。首先，我们要知道计算机开关电源的工作原理。电源先将高电压交流电（220V）通过全桥二极管（图1、2）整流以后成为高电压的脉冲直流电，再经过电容滤波（图3）以后成为高压直流电。

此时，控制电路控制大功率开关三极管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级（图4）。接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使电脑工作的低电压强电流的直流电。其中，控制电路是必不可少的部分。它能有效的监控输出端的电压值，并向功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度。在计算机开关电源中，由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下，故障率最高；其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率开关三极管较易损坏；再就是脉宽调制器TL494的4脚电压是保护电路的关键测试点。通过对多台电源的维修，总结出了对付电源常见故障的方法。

一、在断电情况下，“望、闻、问、切” 由于检修电源要接触到220V高压电，人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。因此，在有可能的条件下，尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短路、元器件损坏故障。首先，打开电源的外壳，检查保险丝（图5）是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB 板上元件破裂，则应重点检查此元件，一般来讲这是出现故障的主要原因；闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件；问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规的操作，这一点对于维修任何设备都是必须的。在初步检查以后，还要对电源进行更深入地检测。

开关电源的基本原理与分类方法

开关电源的基本原理与分类方法开关电源是指调整功率管以开关方式进行工作的稳压电源。缩写为SPS(Switching Power Supply),开关电源的核心部分是一个直流变换器。目前开关电源向着高频、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰和模块化方向发展。开关电源现在在社会上应用越来越广泛，需求也越来越大。电源在一个典型系统中或者在一台机器中担当十分重要的角色，电源给系统的电路提供持续、稳定的能量，使得系统或者机器能够正常地工作。电源的好坏直接影响了系统能否正常工作。随着电源的应用和需求越来越广泛，人们对于电源的要求也越来越高。人们对电源的效率、体积、重量、稳定性和可靠性等方面都有了更高的要求。开关电源正是以其效率高、体积小、重量轻、稳定性高、零负载消耗低等多方面的优势逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。现在社会上出现的需要应用开关电源的仪器、机器越来越多;利用开关电源作为驱动电源的产品也层出不穷，例如LED驱动开关电源的需求量越来越多。而现代电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET、各类电源芯片的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使得开关电源的转换效率不断提高。人们对于转换效率的不断要求也促使开关电源的开发技术将越来越高。开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等部分构成。开关带能源的工作原理：首先是将交流输入电源经整流滤波成脉动直流;然后通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上;接着开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载;最后，输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的。常见的开关电源的分类方法有下列几种： 1.按激励方式的不同可以划分为他激式和自激式。他激式开关电源电路中专设激励信号振荡器;自激式开关功率管兼作振荡管。该形式的开关电源电路结构简单, 元器件少, 可以做成低成本的开关电源。 2.按调制方式的不同可以划分为脉宽调制型、频率调整型和混合调整型。脉宽调制型保持振荡频率保持不变, 通过调节脉冲宽度来改变输出电压的大小;频率调整型保持占空比保持不变(脉冲宽度保持不变) , 通过改变振荡频率来改变输出电压大小;混合调整型是脉冲宽度和振荡频率均可进行调节的开关电源。 3.按开关管电流的工作方式的不同可以划分为开关型和谐振型。开关型用开关晶体管把直流变成高频标准方波, 其电路形式类似于他激式;谐振型用开关晶体管与LC谐振回路将直流变成标准正弦波, 其电路形式类似于自激式开关电源。 4.按开关晶体管的类型的不同可以划分为晶体管型和可控硅型。晶体管型采用晶体管(包括场效应管) 作为开关功率管;可控硅型采用可控硅作为开关功率管。这种电路的特点是直接输入交流电压, 不需要一次整流部分。

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图开关电源原理与维修开关电源原理图电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。二(开关电源的组成开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成，见图1。 1( 主电路冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。逆变:将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。输出整流与滤波:根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 2( 控制电路一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。 3( 检测电路提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。 4( 辅助电源

实现电源的软件(远程)启动，为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。开关电源原理图三(开关电源的工作原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量，当开关S断开时，电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量。 VO=TON/T*Vi VO 为负载两端的电压平均值 TON 为开关每次接通的时间 T 为开关通断的工作周期

开关电源工作原理

开关电源一．开关电源得工作原理 (以LQ-16０0K3电源为例) １、滤波电路交流输入经滤波电路整形进入全桥整流。滤波电路减小了外部噪声与打印机内部所产生得噪声。滤波器中使用得线圈与电容得作用就是抑制交流电中得毛刺脉冲,使噪声干扰降低到最小从而得到一个较平滑得正弦波.C3、C４电容接于地就是为了防止电源中窜入高脉冲损坏电路. 经全桥整流与电容滤波形成３00多伏得准直流电压。 2.开关电路开关电路使用环形阻塞转换器式交流输入开关电源电路。具有元件少，变压器小得特点，场效应管Ｑ1既就是开关管又就是振荡管,振荡周期由电阻R11与C13得充放电时间常数所决定。电路得工作过程就是导通饱与→截止→导通饱与，周而复始地进行下去。其工作过程如下：ａ、导通饱与阶段电源接通,交流220Ｖ经过滤波、整流、平滑输出直流电压３0０V,由启动电阻R10、R31接至振荡管Q1得栅极上，产生栅压Vgs,在Ｑ１得漏极上产生漏极电流Ｉd，从小到大。在变压器T１上线圈Ｔ1５—１2内产生一个力图阻止Id增大得自感电动势，极性为上正下负，同时在Ｔ10—9中感应出一个感应电动势其极性也为上正下负,由于C13两端电压不能突变，因此T10—９线圈中产生得感应电势不能立即充电, 通过R１1、C13加至Q１得栅极，使栅极电位提高,Q1漏极电流更加增大，又通过T1０—9使Q1栅极电位更加提高，从而使漏极电流增

大更快,这种连锁得正反馈使Q1进入饱与状态. b、从饱与到截止阶段由于Ｑ１导通饱与后，T10—9感应电动势通过Ｒ１1、R19向C13充电，充电方向从T１0-9得1０端经R11、Ｃ13、R1９，于就是C13被充电，电压为右正左负，随着充电得进行,C13右端电位逐渐升高，左端电位随着降低，经过一段时间,当Ｃ１3左端电位低到一定数值时，Q1得栅压开始减小，漏极电流Id也随之减小，由于线圈有抵制电流变化得特性，T1５—1２线圈中就产生一个力图阻止漏极电流减小得自感电动势，它得极性与刚才得相反，就是上负下正，并且在线圈T10—9中感应出一个上负下正得感应电动势,它得负端通过R11、C1３加到Q1得栅极,使栅极电压更负,从而使漏极电流Ｉd更小,这种正反馈得作用,使Ｑ1很快脱离饱与转入截止状态，即所谓截止阶段. Q１关断时，产生一个浪涌电流经线圈T15—12使线圈T１5-１2中产生一个上正下负得感应电动势,并且在线圈Ｔ11—9中也感应出一个上正下负得感应电动势，然而Ｑ3得发射极电压超过了基极电压，而Q3得基极电压就是由IＣ１(ＴL4３１）稳压得,所以Ｑ3导通，便使?Ｑ2也导通，并且短路Ｑ1得栅极,维持接地，保持Q1可靠得截止，直至浪涌电压经地线耗尽为止。 c、从截止到导通饱与阶段 Q1截止后,C１3停止充电,并通过R1１→Ｔ10-9→D2→C1３放电，Ｃ1３两端电位发生了变化，Ｃ13右边电位降低,左边电位相对提高,于就是通过C１3左边连接到Ｑ1栅极得电位也随之提高，当栅极得电位升高到一定数值时，就重新产生漏极电流，如上述由于正反馈得作用使Q1很快从截止状态进入导通饱与阶段. 所以振荡电路从导通饱与—-截止——导通饱与周而复始地循环 3.+３５Ｖ整形电路包括Ｔ3—5、T４—6、D51、C51、Ｃ５２等。 4、 +35V稳压控制电路正常工作状态下,稳压控制电路使输出电压稳定在35±６%之间。如果因某种原因引起输出电压高于3５V＋6％,而稳压二级管ＺD51、ZＤ８1～ＺD８5两端电压32、7Ｖ保持不变；或因稳压二级管ZＤ5１、ZＤ81～ZD８5两端电压低于３2、7—2、７5%Ｖ时，流经DZ５1—DZ８5—D81-R57得电流会增大，使得PＣ１得1-2腿上得电流加大并使７—8腿导通,以至于使Q3发射极电位提高导至Q3、Q２导通，使Q1截止；相反若输出低于35V-6％时，ＰC1、Ｑ2截止，Ｑ1处于正常导通状态,输出继续增大,直到恢复3５V±6%。５、 +35V过载检测电路

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC 交流电转化为脉动电压（配图1和2中的―3‖）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的―4‖）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC 直流电输出了（配图1和2中的―5‖）配图1：标准的线性电源设计图

开关电源基本电路及原理介绍

开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源，是按输出来区分的，交流开关电源输出的是交流电，而直流开关电源输出的是直流电，这里介绍的是直流开关电源。随着相关元器件的发展，直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用。直流开关电源与线性电源相比一般成本较高，但在有些特别场合却更简单和便宜，甚至几乎只能用开关电源，如升压和极性反转等。直流开关电源还可分为隔离的和不隔离的两种，隔离的是采用变压器来实现输入与输出间的电气隔离，变压器还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。直流开关电源结构复杂，设计和分析都有较特别的一套理论和方法，这里主要介绍6种基本的不隔离的直流开关电源结构形式和其特点，便于依据应用场合来选择使用。理想假定：为便于分析，常假定存在如下理想状态 1. 电子器件理想：电子开关管Q和D的导通和关断时间为零，通态电压为零，断态漏电流为零 2. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件，且开关频率高于LC的谐振频率 3. 在一个开关周期内，输入电压Vin保持不变 4. 在一个开关周期内，输出电压有很小的纹波，但可认为基本保持不变，其值为Vo 5. 不计线路阻抗 6. 变换器效率为100% 一、Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。 Buck变换器有两种基本工作方式： CCM(Continuous current mode)：电感电流连续模式，输出滤波电感Lf的电流总是大于零DCM(Discontinuous current mode)：电感电流断续模式，在开关管关断期间有一段时间Lf 的电流为零 CCM时的基本关系：

开关电源原理图精讲.pdf

开关电源原理（希望能帮到同行的你更加深入的了解开关电源，温故而知新吗！！）一、开关电源的电路组成[/b]：：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下：二、输入电路的原理及常见电路[/b]：： 1、AC输入整流滤波电路原理： ①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防

止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。 2、 DC输入滤波电路原理： ①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路[/b]：： 1、 MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图：

开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理一、开关电源的电路组成： PWM

①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、 F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。

① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路： 1、 MOS 管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET （MOS 管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以52、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS 管并接，使开关管电压应力减少，EMI 减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V 时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。

开关电源的原理和发展趋势

Word文档可进行编辑开关电源的原理和发展趋势第一节高频开关电源电路原理高频开关电源由以下几个部分组成：一、主电路从交流电网输入、直流输出得全过程,包括： 1、输入滤波器：其作用是将电网存在得杂波过滤,同时也阻碍本机产生得杂波反馈到公共电网. 2、整流与滤波：将电网交流电源直截了当整流为较平滑得直流电,以供下一级变换. 3、逆变：将整流后得直流电变为高

频交流电,这是高频开关电源得核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小. 4、输出整流与滤波：依照负载需要,提供稳定可靠得直流电源. 二、操纵电路一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去操纵逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,依照测试电路提供得数据,经爱护电路鉴不,提供操纵电路对整机进行各种爱护措施. 三、检测电路除了提供爱护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据. 四、辅助电源提供所有单一电路得不同要求电源. 第二节开关操纵稳压原理

开关k以一定得时刻间隔重复地接通和断开,在开关k接通时,输入电源e 通过开关k和滤波电路提供给负载rl,在整个开关接通期间,电源e向负载提供能量；当开关k断开时,输入电源e便中断了能量得提供.M可见,输入电源向负载提供能量是断续得,为使负载能得到连续得能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放.图中,由电感l、电容c2和二极管d组成得电路,就具有这种功能.电感l用以储存能量,在开关断开时,储存在电感l中得能量通过二极管d释放给负载,使负载得到连续而稳定得能量,因二极管d使负载电流连续不断,因此称为续流二极管.在ab间得电压平均值eab可用下式表示： eab=ton/t*e 式中ton为开关每次接通得时刻,t为开关通断得工作周期（即开关接通时刻ton和

开关电源工作原理解析

开关电源工作原理解析个人PC所采用的电源都是基于一种名为研关模式旧勺技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为------ 开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号一一DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ?线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching ）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V ,而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的一3）11 ;下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的一4）11 ; 此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的一5）11

配图2:线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、 PlayStati on/Wii/Xbox 等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和 AC 市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是 60Hz （有些国家是50Hz ）频率的AC 市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外， AC 市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。由此可见，对于个人PC 领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人 PC 用户并不适合用线性电源。 ?开关电源知多少开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言， AC 输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是 50-60 KHz ）。随着输入电源的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC 以及像VCR 录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的子关电源I 其实是—高频开关电源I 的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

开关电源电路详解

FS1: 由变压器计算得到Iin值，以此Iin值(0.42A)可知使用公司共享料2A/250V，设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。 TR1(热敏电阻): 电源启动的瞬间，由于C1(一次侧滤波电容)短路，导致Iin电流很大，虽然时间很短暂，但亦可能对Power产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻，以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A，230V/60A)，但因热敏电阻亦会消耗功率，所以不可放太大的阻值(否则会影响效率)，一般使用 SCK053(3A/5Ω)，若C1电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。

VDR1(突波吸收器): 当雷极发生时，可能会损坏零件，进而影响Power的正常动作，所以必须在靠AC输入端 (Fuse之后)，加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K)，但若有价格上的考虑，可先忽略不装。 CY1，CY2(Y-Cap): Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容，若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap ，AC Input若为2Pin(只有L，N)一般使用Y1-Cap，Y1与Y2的差异，除了价格外(Y1较昂贵)，绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘，绝缘耐压约为Y2的两倍，且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1)，此电路蛭蠪G所以使用 Y2-Cap，Y-Cap会影响EMI特性，一般而言越大越好，但须考虑漏电及价格问题，漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max)。 CX1(X-Cap)、RX1: X-Cap为防制EMI零件，EMI可分为Conduction及Radiation两部分，Conduction 规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、 CISPR 22(EN55022) Class B 两种，FCC测试频率在450K~30MHz，CISPR 22测试频率在150K~30MHz， Conduction 可在厂内以频谱分析仪验证，Radiation 则必须到实验室验证，X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效，一般而言X-Cap愈大，EMI防制效果愈好(但价格愈高)，若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf)，安规规定必须要有泄放电阻(RX1，一般为1.2MΩ 1/4W)。 LF1(Common Choke): EMI防制零件，主要影响Conduction 的中、低频段，设计时必须同时考虑EMI 特性及温升，以同样尺寸的Common Choke而言，线圈数愈多(相对的线径愈细)，EMI防制效果愈好，但温升可能较高。 BD1(整流二极管): 将AC电源以全波整流的方式转换为DC，由变压器所计算出的Iin值，可知只要使用1A/600V的整流二极管，因为是全波整流所以耐压只要600V即可。 C1(滤波电容): 由C1的大小(电容值)可决定变压器计算中的Vin(min)值，电容量愈大，Vin(min)愈高但价格亦愈高，此部分可在电路中实际验证Vin(min)是否正确，若AC Input 范围在90V~132V (Vc1 电压最高约190V)，可使用耐压200V的电容;若AC Input 范围在90V~264V(或180V~264V)，因Vc1电压最高约380V，所以必须使用耐压400V的电容。 D2(辅助电源二极管): 整流二极管，一般常用FR105(1A/600V)或BYT42M(1A/1000V)，两者主要差异: 耐压不同(在此处使用差异无所谓) VF不同(FR105=1.2V，BYT42M=1.4V) R10(辅助电源电阻): 主要用于调整PWM IC的VCC电压，以目前使用的3843而言，设计时VCC必须大于8.4V(Min. Load时)，但为考虑输出短路的情况，VCC电压不可设计的太高，以免当输出短路时不保护(或输入瓦数过大)。 C7(滤波电容): 辅助电源的滤波电容，提供PWM IC较稳定的直流电压，一般使用100uf/25V电容。

开关电源工作原理详细分析(1)

PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies，简称SMPS)，它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源(linear)和开关电源(switching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC 直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波)，所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”) 配图1：标准的线性电源设计图

开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析第1页：前言：PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC 直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然

不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC 市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也