你了解开关电源上各个电子元件的作用吗

盘点开关电源设计中所用到的各种元器件
设计开关电源并不是如想象中那幺简单，特别是对刚接触开关电源研发的童鞋来说，他的外围电路就很负责，其中使用的元器件种类繁多，性能各异。

要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。

本文将总结出这部分知识。

开关电源外围电路中使用的元器件种类繁多，性能各异，大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。

开关电源中通用元器件的类型及主要功能如下：
一、电阻器：
1. 取样电阻构成输出电压的取样电路，将取样电压送至反馈电路。

开关电源电路组成及常见各模块电路分析开关电源电路是一种将输入电流转换为高频脉冲的电路，通过变压器进行变换和滤波，最终将电源提供给负载。

它由多个模块组成，包括输入滤波器、整流器、功率变换器、输出滤波器和反馈控制器等。

下面我将对这些模块进行详细分析。

1.输入滤波器：开关电源电路的输入端通常会接入输入电源，因此需要一个输入滤波器来滤除输入电源中的高频噪声和电磁干扰。

输入滤波器通常由电容和电感构成，能够将输入电压平滑成纯直流信号，并提供稳定的电压给后续电路。

2.整流器：整流器的作用是将交流信号转换为直流信号，并提供稳定的电压给功率变换器。

常见的整流器有全波整流和半波整流两种方式。

全波整流使用四个二极管，能够将输入电压的正半周期和负半周期都转换为直流信号，效率更高。

而半波整流只使用两个二极管，仅将输入电压的正半周期转换为直流信号。

3.功率变换器：功率变换器是开关电源电路的核心部分，主要负责将直流信号转换为高频脉冲信号，通过变压器变换和带宽控制，将电源提供给负载。

常见的功率变换器有多种类型，包括单端交错式、反激式、降压升压式等。

这些变换器均具有高效率、可靠性和短路保护等特点。

4.输出滤波器：输出滤波器用于平滑功率变换器输出的高频脉冲信号，并将其转换为稳定的直流电压。

通常由电感和电容构成，能够滤除高频噪声和纹波，提供稳定的输出电压给负载。

5.反馈控制器：反馈控制器用于监测输出电压，并通过控制开关管的开关状态来实现自动调整电路的输出电压。

当输出电压低于设定值时，反馈控制器会调整开关管的开关状态，使电路输出电压回到设定值。

常见的控制方式有PID控制、PWM控制等。

以上是开关电源电路的常见模块。

这些模块通过相互协作，能够将输入电源转换为稳定的高频输出电压，并提供给负载。

开关电源电路具有高效率、小体积、轻量化等优点，在电子设备中得到广泛应用。

各种电气元器件的作用
电气元器件是电子电路中不可或缺的组成部分，通过它们的不同作用，可以实现不同的电路功能。

以下是几种常见的电气元器件及其作用：
1. 电阻器：用于限制电流，降低电压，分压等。

2. 电容器：用于储存电荷与电能，平滑电压波动，滤波等。

3. 电感器：用于储存磁场能量，制作滤波器，调节信号频率等。

4. 二极管：具有单向导电性，用于整流、稳压、检波等。

5. 三极管：具有放大、开关、振荡等功能，常用于放大器、调制解调器、逻辑电路等。

6. MOS管：具有高阻、低噪声、大功率等优点，常用于功率放大器、开关电路等。

7. 晶体管：具有高频、高速、微小尺寸等优点，常用于射频电路、计算机芯片等。

8. 电子管：具有高功率、高频、高精度等特点，常用于广播、电视、雷达等领域。

综上所述，电气元器件可以说是电子电路中的“基石”，不同的元器件结合起来，可以实现各种复杂的电路功能。

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开关电源设计的各种元器件介绍及作用设计并不是如想象中那么简单，特别是对刚接触开关电源研发的人来说，它的外围就很复杂，其中使用的元器件种类繁多，性能各异。

要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。

本文将总结出这部分知识。

开关电源外围电路中使用的元器件种类繁多，性能各异，大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。

开关电源中通用元器件的类型及主要功能如下：一、电阻器1. 取样电阻—构成输出电压的取样电路，将取样电压送至反馈电路。

2. 均压电阻—在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用，亦称平衡电阻。

3. 分压电阻—构成电阻分压器。

4. 泄放电阻—断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中电容器存储的电荷泄放掉。

5. 限流电阻—起限流保护作用，如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的限流电阻。

6. 电流检测电阻—与过电流保护电路配套使用，用于限制开关电源的输出电流极限。

7. 分流电阻—给电流提供旁路。

8. 负载电阻—开关电源的负载电阻(含等效负载电阻)。

9. 最小负载电阻—为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻，可避免因负载开路而导致输出电压过高。

10. 假负载—在测试开关电源性能指标时临时接的负载(如电阻丝、水泥电阻)。

11. 滤波电阻—用作LC型滤波器、RC型滤波器、π型滤波器中的滤波电阻。

12. 偏置电阻—给开关电源的控制端提供偏压，或用来稳定晶体管的工作点。

13. 保护电阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中。

14. 频率补偿电阻—例如构成误差放大器的RC型频率补偿网络。

15. 阻尼电阻—防止电路中出现谐振。

二、电容器1. 滤波电容—构成输入滤波器、输出滤波器等。

2. 耦合电容—亦称隔直电容，其作用时隔断直流信号，只让交流信号通过。

3. 退藕电容—例如电源退藕电容，可防止产生自激振荡。

4. 软启动电容—构成软启动电路，在软启动过程中使输出电压和输出电流缓慢地建立起来。

开关电源构成一、概述开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电源设备。

它由多个功能模块构成，这些模块协同工作来保证输出电压稳定和高效率。

本文将详细介绍开关电源的构成及其各个模块的作用。

二、输入端模块开关电源的输入端主要包括滤波器和整流器，其作用是将输入的交流电转换为直流电，并对输入电流进行滤波以减小噪声干扰。

2.1 滤波器滤波器的作用是滤除输入电源中的高频噪声，以保证后续模块的正常工作。

滤波器通常由电容器和电感器组成，通过串联或并联的方式构成LC滤波器，实现对输入电流中高频成分的滤除。

2.2 整流器整流器的作用是将交流电转换为直流电。

常见的整流器有单相桥式整流器和三相桥式整流器。

单相桥式整流器由四个二极管组成，将输入的交流电转换为具有方向性的脉动直流电；三相桥式整流器则由六个二极管组成，可将三相交流电转换为直流电。

三、功率因数修正模块功率因数修正模块的作用是提高开关电源的功率因数，使其接近于1。

功率因数修正模块通常采用电感器和电容器构成的控制电路，通过改变输入电流的波形，实现功率因数的修正。

3.1 PFC电路PFC（Power Factor Correction）电路是一种主动式功率因数修正电路。

它通过控制开关管的导通时间来调整输入电流的波形，以减小电网对开关电源的负载。

常见的PFC电路有Boost型和Flyback型，分别适用于不同功率范围的开关电源。

四、能量转换模块能量转换模块是开关电源中最关键的部分，其作用是将输入电源提供的能量转化为所需的直流输出电压，并实现电压的稳定和可调。

4.1 开关管开关管是能量转换模块中最关键的元件之一，它通过调节导通和关断时间来控制输出电压的大小和稳定性。

常用的开关管有MOSFET和IGBT，其选择取决于所需的电压和功率范围。

4.2 变压器变压器是开关电源中的核心元件，它通过变换输入电压和输出电压的比例，实现电压的升降，并提供电隔离功能。

变压器通常由高频铁心和线圈构成，其绕组比例决定了输入输出电压的变换关系。

你了解开关电源上各个电子元件的作用吗认识你的以往在采购配件时，是最容易被忽视的组件之一，不过其各路电压输出规格、电压稳定性、发生异常时的保护性却有相当重要的地位，因为主机内所有配件的所需电力均需由供应器供应，同时随着各硬件于不同状态下的耗电量去调节输出负载，又要兼顾长时间操作及全载输出的稳定性，而发生故障时或是负载产生异常，保护系统须立即介入，以避免过电压/电流造成装置损坏；对于全球能源吃紧，新款供应器除了上述特性外，也开始讲求提高转换效率，例如80PLUS就是代表供应器通过高效率认证的标章之一。

常见的用的功能是将输入的交流市电(AC110V/220V)，经过隔离型交换式降压电路转换出各硬件所需的各种低压直流电：、5V、12V、-12V及提供关闭时待命用的5V Standby(5VSB)。

所以内部同时具备了耐高压、大功率的组件以及处理低电压及控制信号的小功率组件。

转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因数修正电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是-转换电路)→滤波(平滑输出纹波，由电感及电容组成)电路→管理电路监控输出。

以下从交流输入端EMI滤波电路常见的组件开始介绍。

交流电输入■ 交流电输入此为交流电从外部输入的第一道关卡，为了阻隔来自电力在线干扰，以及避免运作所产生的交换噪声经电力线往外散布干扰其它用电装置，都会于交流输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器)，其功能就是一个低通滤波器，将交流电中所含高频的噪声旁路或是导向接地线，只让60Hz左右的波型通过。

上面照片中，中央为一体式EMI滤波器，滤波电路整个包于铁壳中，能更有效避免噪声外泄；右方的则是以小片电路板制作EMI滤波电路，通常使用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的供应器，少了铁皮外壳多少会有噪声泄漏情形；而左边的上只加上Cx与Cy电容(稍后会介绍)，使用这类设计的，其EMI滤波电路通常需要做在主电路板上，若是主电路板上的EMI电路区空空如也，就代表该区组件被省略掉了。

电源原理图--每个元器件的功能详解！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5Ω-10Ω热敏，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1.2MΩ1/4W)。

开关电源电路主要元器件介绍开关电源电路主要是由熔断器、热敏电阻器、互感滤波器、桥式整流电路、滤波电容器、开关振荡集成电路、开关变压器、光耦合器、三端稳压器等构成的。

1、熔断器电源电路中的熔断器通常安装在交流220V输入端附近，主要起到保证电路安全运行的作用。

在电路中，熔断器一般为圆柱形玻璃管，当电路发生短路等故障时，电流会异常升高，这时熔断器会在电流异常升高到一定的大小时，自身熔断切断供电，从而起到保护电路安全的作用。

2、热敏电阻器热敏电阻器在电路中起抗冲击作用。

通常，在设备开机时，220V 交流电压经熔断器、热敏电阻器、桥式整流堆后为电容进行充电，根据电容器的特点，其瞬间充电电流为最大，从而可能产生浪涌电流，对前级电路中的桥式整流堆、熔断器等带来冲击，造成损坏。

为了防止电源遭受冲击，通常在熔断器之后加入热敏电阻器进行限流。

一般热敏电阻器的电阻值较大时，限流效果较好，但是电阻消耗的电能也较大，电源电路工作后，反而浪费电力。

为了达到较好的限流效果，又为了节省电能，在电源电路中经常采用负温度系数热敏电阻作限流使用。

负温度系数热數电阻（NTC）的特性为：温度越高，电阻越小。

常温时，阻值比较大，电阻一般为8-10Ω；开机时，可起到较好的限流作用；电源启动后，工作电流经过热敏电阻，使其发热，热敏电阻阻值大幅下降（约1-2Ω），使热敏电阻在电源启动后，电能消耗降到最小。

正温度系数热敏电阻（PTC）特性为：温度越高，电阻越大，通常用在冰箱的压缩机启动电路中。

3、互感滤波器互感滤波器由两组线圈对称绕制而成，其作用是通过互感作用消除外电路的干扰脉冲进入电路中，同时使电路中的脉冲信号不会向电网辐射干扰。

4、桥式整流电路桥式整流电路主要将交流220V电压整流为直流+300V电压输岀，它由四个整流二极管按照一定的连接关系组合而成桥式整流电路。

另外，在一些电路中采用桥式整流堆作为整流器件，它实际上是将四个整流二极管集成在一起的整流器件，外部具有四个引脚，其中两个引脚输入交流电压，另两个引脚输出直流电压，其电路功能及原理与桥式整流电路的电路功能及原理均相同。

开关电源组成各部分详解On February 12, 2022, investing in oneself is the best way.开关电源组成各部分详解一、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1、 MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFETMOS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CGS、CGD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也就越多；当Q1截止时,变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量,同时也达到了磁场复位的目的,为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备;IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小,从而稳定了整机的输出电流和电压; C4和R6为尖峰电压吸收回路;4、推挽式功率变换电路：Q1和Q2将轮流导通;5、有驱动变压器的功率变换电路：T2为驱动变压器,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组成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反;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组成π型滤波器;3、同步整流电路：工作原理：当变压器次级上端为正时,电流经 C2、R5、R6、R7使Q2导通,电路构成回路,Q2 为整流管;Q1栅极由于处于反偏而截止;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截止;L2为续流电感,C6、L1、C7组成π 型滤波器;R1、C1、R9、C4为削尖峰电路;五、稳压环路原理1、反馈电路原理图：2、工作原理：当输出 U0升高,经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后,U1③脚电压升高,当其超过U1②脚基准电压后 U1①脚输出高电平,使Q1导通,光耦OT1发光二极管发光,光电三极管导通,UC3842①脚电位相应变低,从而改变U1⑥脚输出占空比减小,U0降低; 当输出 U0降低时,U1③脚电压降低,当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平,Q1不导通,光耦OT1发光二极管不发光,光电三极管不导通,UC3842①脚电位升高,从而改变U1⑥脚输出占空比增大,U0降低;周而复始,从而使输出电压保持稳定;调节VR1可改变输出电压值;反馈环路是影响开关电源稳定性的重要电路;如反馈电阻电容错、漏、虚焊等,会产生自激振荡,故障现象为：波形异常,空、满载振荡,输出电压不稳定等;六、短路保护电路1、在输出端短路的情况下,PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内,它可以用多种方法来实现限流电路,当功率限流在短路时不起作用时,只有另增设一部分电路;2、短路保护电路通常有两种,下图是小功率短路保护电路,其原理简述如下：当输出电路短路,输出电压消失,光耦OT1不导通,UC3842①脚电压上升至5V左右,R1与R2的分压超过TL431基准,使之导通,UC3842⑦脚VCC电位被拉低,IC停止工作;UC3842停止工作后①脚电位消失,TL431不导通UC3842⑦脚电位上升,UC3842重新启动,周而复始;当短路现象消失后,电路可以自动恢复成正常工作状态;3、下图是中功率短路保护电路,其原理简述如下：当输出短路,UC3842①脚电压上升,U1 ③脚电位高于②脚时,比较器翻转①脚输出高电位,给 C1充电,当C1两端电压超过⑤脚基准电压时 U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UCC3842 停止工作,输出电压为0V,周而复始,当短路消失后电路正常工作;R2、C1是充放电时间常数, 阻值不对时短路保护不起作用;4、下图是常见的限流、短路保护电路;其工作原理简述如下：当输出电路短路或过流,变压器原边电流增大,R3 两端电压降增大,③脚电压升高,UC3842⑥脚输出占空比逐渐增大,③脚电压超过1V时,UC3842关闭无输出;5、下图是用电流互感器取样电流的保护电路,有着功耗小,但成本高和电路较为复杂,其工作原理简述如下：输出电路短路或电流过大,TR1次级线圈感应的电压就越高,当UC3842③脚超过1伏,UC3842 停止工作,周而复始,当短路或过载消失,电路自行恢复;七、输出端限流保护上图是常见的输出端限流保护电路,其工作原理简述如上图：当输出电流过大时,RS 锰铜丝两端电压上升,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发生光电效应,UC3842①脚电压降低,输出电压降低,从而达到输出过载限流的目的;八、输出过压保护电路的原理输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设计值时,把输出电压限定在一安全值的范围内;当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时,过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备;应用最为普遍的过压保护电路有如下几种：1、可控硅触发保护电路：如上图,当Uo1输出升高,稳压管Z3击穿导通,可控硅SCR1的控制端得到触发电压,因此可控硅导通;Uo2电压对地短路,过流保护电路或短路保护电路就会工作,停止整个电源电路的工作;当输出过压现象排除,可控硅的控制端触发电压通过R对地泄放,可控硅恢复断开状态;2、光电耦合保护电路：如上图,当Uo有过压现象时,稳压管击穿导通,经光耦OT2R6到地产生电流流过,光电耦合器的发光二极管发光,从而使光电耦合器的光敏三极管导通;Q1基极得电导通, 3842的③脚电降低,使IC关闭,停止整个电源的工作,Uo为零,周而复始,;3、输出限压保护电路：输出限压保护电路如下图,当输出电压升高,稳压管导通光耦导通,Q1基极有驱动电压而道通,UC3842③电压升高,输出降低,稳压管不导通,UC3842③电压降低,输出电压升高;周而复始,输出电压将稳定在一范围内取决于稳压管的稳压值;4、输出过压锁死电路：图A的工作原理是,当输出电压Uo升高,稳压管导通,光耦导通,Q2基极得电导通,由于Q2的导通Q1基极电压降低也导通,Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通,UC3842③脚始终是高电平而停止工作;在图B中,UO升高U1③脚电压升高,①脚输出高电平,由于D1、R1的存在,U1①脚始终输出高电平Q1始终导通,UC3842①脚始终是低电平而停止工作;正反馈九、功率因数校正电路PFC1、原理示意图：2、工作原理：输入电压经L1、L2、L3等组成的EMI滤波器,BRG1整流一路送PFC电感,另一路经R1、R2分压后送入PFC控制器作为输入电压的取样,用以调整控制信号的占空比,即改变Q1的导通和关断时间,稳定PFC输出电压;L4是PFC电感,它在Q1导通时储存能量,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电压一路送后级电路,另一路经R3、R4分压后送入PFC控制器作为PFC输出电压的取样,用以调整控制信号的占空比,稳定PFC输出电压;十、输入过欠压保护1、原理图：2、工作原理：AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大致相同;保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,一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚,如取样电压高于2脚基准电压,比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出;另一路经R7、R8、R9、R10分压后输入比较器6脚,如取样电压低于5脚基准电压,比较器7脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出;。

电路各元件的作用电路是由各种电子元件组合而成的。

每个元件都有着不同的作用和功能，它们相互配合，使电路能够正常工作。

下面将介绍一些常见电子元件的作用和相关参考内容。

1. 电源：电源是电路中提供电能的设备，它可以将电能转换为特定的电压或电流输出。

电源有直流电源和交流电源之分，常见的电源有干电池、电池组、变压器、稳压电源等。

2. 开关：开关是控制电路通断的元件，它可以将电流的路径打开或关闭。

常见的开关有机械开关、电子开关、触摸开关等。

3. 电阻：电阻是阻碍电流流动的元件，它的作用是限制电流的大小。

电阻的阻值决定了通过它的电流大小，常见的电阻有固定电阻、变阻器等。

4. 电容：电容是一种可以储存电荷的元件，它的作用是在电路中储存电能。

电容可以储存电荷，并在电压变化时释放或吸收电荷，常见的电容有电解电容、陶瓷电容等。

5. 电感：电感是一种能产生感应电动势的元件，它的作用是阻止电流的急剧变化。

电感可以储存电磁能量，并产生感应电动势，常见的电感有线圈、电感器等。

6. 二极管：二极管是一种具有单向导电性的元件，它的作用是限制电流的流动方向。

二极管可以将电流流向限制在一个方向上，常见的二极管有正向导通二极管、反向截止二极管等。

7. 晶体管：晶体管是一种用于放大和开关电信号的元件，它的作用是调节电流的大小和方向。

晶体管可以利用小电流来控制大电流的流动，实现放大和开关的功能。

8. 操作放大器：操作放大器是一种用于放大电压和电流的元件，它的作用是增加电路信号的幅度。

操作放大器可以调节电压和电流的增益，并具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性。

9. 逻辑门：逻辑门是一种用于实现逻辑运算的元件，它的作用是根据输入信号的逻辑关系产生相应的输出信号。

常见的逻辑门有与门、或门、非门等。

10. 显示器：显示器是一种用于显示图像和文字的元件，它的作用是将电路中的信号转化为可见的图像或文字。

常见的显示器有LED显示器、液晶显示器等。

以上只是常见电子元件的一小部分，每种电子元件都有着具体的作用和功能，它们的组合和配合使得电路能够完成特定的功能。

开关电源上各个电子元件的作用高压、大功率的组件以及处理低电压及控制信号的小功率组件。

电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因数修正电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是DC-DC转换电路)→滤波(平滑输出纹波，由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出。

以下从交流输入端EMI滤波电路常见的组件开始介绍。

交流电输入插座■ 交流电输入插座此为交流电从外部输入电源的第一道关卡，为了阻隔来自电力在线干扰，以及避免电源运作所产生的交换噪声经电力线往外散布干扰其它用电装置，都会于交流输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器)，其功能就是一个低通滤波器，将交流电中所含高频的噪声旁路或是导向接地线，只让60Hz左右的波型通过。

上面照片中，中央为一体式EMI滤波器电源插座，滤波电路整个包于铁壳中，能更有效避免噪声外泄；右方的则是以小片电路板制作EMI 滤波电路，通常使用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的电源供应器，少了铁皮外壳多少会有噪声泄漏情形；而左边的插座上只加上Cx 与Cy电容(稍后会介绍)，使用这类设计的电源，其EMI滤波电路通常需要做在主电路板上，若是主电路板上的EMI电路区空空如也，就代表该区组件被省略掉了。

目前使用12公分风扇的电源供应器内部空间都不太能塞下一体式EMI滤波器，所以大多采用照片左右两边的做法。

■ X电容(Cx，又称为跨接线路滤波电容)这是EMI滤波电路组成中，用来跨接火线(L)与中性线(N)间的电容，用途是消除来自电力线的低通常态噪声。

外观如照片所示为方型，上方会打上X或X2字样。

■ Y电容(Cy，又称为线路旁通电容器)Y电容为跨接于浮接地(FG)和火线(L)/中性线(N)之间，用来消除高通常态及共态噪声。

Y电容的外观如照片呈圆饼状而计算机用电源中的FG点与金属外壳、地线(E)及输出端0V/GND共接，所以未连接接地线时，会经由两颗串联的Cy电容分压出输入电源一半的电位差(Vin/2)，人体碰触到后就有可能产生感电现象。

开关电源里元件的类型和用途
一、特种二极管：
1. 快恢复二极管（FRD）----快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降为0.6V~1V，正向电流为几安培至几千安培，反向峰值电压可达几百伏特至几千伏特，可用作开关电源中的输出整流管、一次侧钳位保护电路的阻塞二极管。

2. 超快恢复二极管（SRD）----超快恢复二极管则是在快恢复二极管基础上发展而成的，其反向恢复电荷进一步减小，反向恢复时间可低至几十纳秒，可用作开关电源适配器输出整流管、阻塞二极管、反馈电路中的整流管。

3.肖特基二极管（SBD）----全称为肖特基势垒二极管，它属于低电压、低功耗、大电流、超高速半导体功率器件，其反向恢复时间可小到几纳秒，正向导通压降仅为0.4V左右，整流电流可达几十至几百安培。

特别适合做开关电源充电器低压输出电路中的整流二极管、续流二极管。

4. 瞬变变压抑制二极管（TVS）----亦称瞬态电压抑制器，其响应速度极快、钳位电压稳定，是一种新型过电压保护器件，可用来保护开关电源PWM集成电路、MOS功率器件以及其他对电压敏感的半导体器件。

5. 双向触发二极管（DIAC）----亦称二端交流器件，常与晶闸管配套使用，构成开关电源变压器输出过电压保护电路。

二、特种电阻器：
1. 熔断电阻器（FR）----熔断电阻器亦称保险电阻器或可熔断电阻器，它兼有电阻器和熔断器的功能，熔断电流从几十毫安到几十安培，熔断时间为几秒至几十秒。

开关电源常用元器件开关电源是一种将交流电转化为稳定直流电的电子设备，它常用于各种电子设备中，如计算机、电视机、手机等。

开关电源的工作原理是通过开关管的开关动作，将输入交流电转换成高频脉冲信号，再通过滤波电路将其变成稳定的直流电输出。

在开关电源中，常用的元器件有变压器、整流器、滤波电容、稳压器等。

我们来介绍一下变压器。

变压器是开关电源中必不可少的元器件之一，它起到了将输入电压变换为所需输出电压的作用。

变压器的工作原理是利用电磁感应的原理，通过输入线圈和输出线圈之间的磁耦合作用，实现电压的变换。

在开关电源中，变压器一般采用高频变压器，其特点是体积小、重量轻、效率高。

接下来，我们来介绍一下整流器。

整流器是开关电源中的另一个重要元器件，它起到了将交流电转换为直流电的作用。

整流器的工作原理是利用二极管的单向导电特性，将交流电信号转换为单向的直流电信号。

在开关电源中，常用的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。

半波整流电路只能利用交流电信号的一半周期，而全波整流电路则能够利用交流电信号的整个周期，因此全波整流电路的输出电压更为稳定。

除了变压器和整流器，滤波电容也是开关电源中常用的元器件之一。

滤波电容通过存储电荷和释放电荷的方式，平滑输出电压，减小电压的纹波。

在开关电源中，滤波电容一般放置在整流器的输出端，起到了滤波的作用。

滤波电容的容值越大，滤波效果越好，输出电压的纹波越小。

稳压器也是开关电源中不可或缺的元器件之一。

稳压器的作用是将滤波之后的直流电压稳定在所需的输出电压。

稳压器可以分为线性稳压器和开关稳压器两种。

线性稳压器的工作原理是通过调整电阻的方式来稳定输出电压，但效率较低。

而开关稳压器则是通过开关管的开关动作来实现稳压，具有高效率和稳定性好的特点。

开关电源常用的元器件包括变压器、整流器、滤波电容和稳压器。

通过它们的协同工作，开关电源能够将输入的交流电转换为稳定的直流电输出。

这些元器件各自有着不同的工作原理和特点，但它们在开关电源中的作用都是不可或缺的。

电气设备中主要各元器件的功能以及作用说明（1）主开关为塑壳断路器（有的图纸中标注为刀熔开关），主要用于柜内补偿装置的过载、短路保护等功能。

（2）电流互感器：采集目标对象的电流供给柜门仪表或者其他设备，用于电流的显示或者计算。

（3）避雷器：使雷电流流入大地，避免形成过电压以保护电气设备。

（4）熔断器：熔断器主要作为补偿支路过载和短路的保护器件，当补偿支路过载或者短路时，熔断器断开，使故障回路退出运行。

（5）晶闸管和接触器为投切元件。

晶闸管投切无涌流，全响应时间20ms以内，适合变化较快的负载。

接触器相对速度较慢，适合运行比较平稳的负荷。

（6）电抗器：依靠线圈的感抗阻碍电流变化的元件，主要用于需要限流或者补偿的地方。

对于串联于补偿柜中的电抗器，其作用主要为保护电容器，防止谐波进入补偿柜损坏电容器。

如果系统中存在5次谐波，电抗率设计为7%比较合适。

假如系统中存在较多的3次谐波，电抗率通常设计为14%。

（7）电容器：利用电容器端电压滞后电流90度的特性，对负载系统进行无功补偿。

（8）有源滤波器：通过采集系统中的谐波含量，经过计算发出指令，滤除系统中相对应的谐波。

（9）SVG：通过电流互感器实时检测系统或负载电流，快速计算出待补偿的无功电流，通过控制算法生成IGBT 的PWM 控信号，使装置发出大小相等、方向相反的无功电流，实现动态无功补偿的目的。

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如果时光能倒流，你是否会依然如今天这般爱你所爱，行你所行？如知相逢不易，就应倍加珍惜；如知时间易逝，就该拼尽全力。

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详细说明了开关电源的工作原理及各部分的功能开关电源是一种将输入的电能转换为稳定的直流电信号输出的电源装置。

它由主变压器、整流器、滤波器、功率开关器件和控制电路等部分组成。

下面将详细说明开关电源的工作原理及各部分的功能。

开关电源的工作原理基于一种称为“开关电源转换”的原理。

当输入电压通过主变压器被改变转换后，再经过整流、滤波和稳压处理后，输出稳定可靠的直流电源。

主变压器是开关电源的重要组成部分，它将输入的高压交流电通过变压变换为所需的低压交流电。

变压器通常由一个主线圈（主绕组）和一个或多个辅助线圈（辅助绕组）组成。

主线圈用于传输电能，辅助线圈用于为其他部分提供辅助电源或信号。

整流器将变压器输出的交流电转换为直流电。

最常用的整流器是直流桥式整流器，它包含四个二极管组成的桥形结构。

当交流输入电压为正值时，两个二极管导通，直流输出电压正向流过；当交流输入电压为负值时，另外两个二极管导通，直流输出电压反向流过。

滤波器主要用于去除整流后的直流电中的纹波，使输出的直流电更加稳定。

常用的滤波器有电容滤波器和电感滤波器。

电容滤波器通过将电容器串联在直流输出电路中，使得电容器可以储存能量，并在交流部分中平滑电压波动。

电感滤波器则通过将电感线圈串联在直流输出电路中，使得电感线圈可以产生反馈电流并减少纹波。

功率开关器件用于控制电能的通断，常用的功率开关器件有晶闸管、场效应管和开关二极管等。

通过调整开关器件的通断周期和频率来控制电流的流动和输出电压的稳定。

控制电路是开关电源的核心部分，它包含开关控制器、反馈电路和保护电路等。

开关控制器以保持输出电压稳定为目标，通过采集反馈电路提供的电压信号并与设置的目标电压进行比较，调整开关器件的通断周期和频率，以使输出电压维持在一定的范围内。

保护电路则用于监测开关电源的工作状态，当电流或温度超过设定范围时，保护电路会自动切断电源以保证开关电源的安全和可靠性。

总结起来，开关电源是一种以主变压器为核心，通过整流、滤波、稳压和控制电路等部分组成的电源装置。

各元件在模块电路中的作用模块电路是由多个元件组成的电路，每个元件都有各自的作用。

下面将分别介绍各元件在模块电路中的作用。

1. 电源：电源是模块电路的起始点，它提供电流和电压来驱动整个电路。

电源的作用是为其他元件提供所需的电能，保证电路正常运行。

2. 开关：开关是用来控制电路通断的元件。

通过打开或关闭开关，可以控制电流的流动，从而实现对电路的控制。

开关的作用是允许或阻止电流通过，以便控制其他元件的工作状态。

3. 电阻：电阻是用来限制电流流动的元件。

在模块电路中，电阻可以起到降低电压、分压、限流等作用。

电阻的作用是通过消耗电能将电流限制在一定范围内，保护其他元件不受过大的电流损坏。

4. 电容：电容是一种储存电能的元件。

在模块电路中，电容可以储存电荷并释放电能，起到滤波、存储能量、调整信号频率等作用。

电容的作用是通过储存和释放电荷来调整电路的电压和电流，使电路能够按照设计要求进行正常工作。

5. 电感：电感是一种储存磁能的元件。

在模块电路中，电感可以储存磁场能量，并在电流变化时产生电动势。

电感的作用是通过储存和释放磁场能量来调整电路的电压和电流，实现信号的滤波、变压、变频等功能。

6. 二极管：二极管是一种具有单向导电特性的元件。

在模块电路中，二极管可以起到整流、保护其他元件等作用。

二极管的作用是允许电流只能在一个方向上通过，实现信号的整流，同时还可以保护其他元件免受反向电压的损害。

7. 三极管：三极管是一种具有放大和开关功能的元件。

在模块电路中，三极管可以放大信号、实现开关控制等。

三极管的作用是根据输入信号的大小和极性来控制输出信号的放大倍数或实现信号的开关。

8. 集成电路：集成电路是将多个元件集成在一个芯片上的电路。

在模块电路中，集成电路可以实现多种功能，如逻辑运算、存储数据、放大信号等。

集成电路的作用是通过集成多个元件，实现复杂的电路功能，并提高电路的稳定性和可靠性。

9. 变压器：变压器是用来改变交流电压的元件。

电源原理图--每个元器件的功能详解！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5Ω-10Ω热敏，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)。

开关电源基本结构开关电源的基本结构是由输入电源、整流器、开关器件、变压器和输出滤波器组成。

1.输入电源：输入电源一般为交流电源，可以是单相或三相电源。

输入电源通过输入端子连接到整流器。

2.整流器：整流器将交流电转换为直流电。

整流器的常见形式为整流桥，由四个二极管组成。

整流桥可以将输入交流电的正半周和负半周分别转换为正向和反向的直流电。

3.开关器件：开关器件是开关电源的核心组件，用来控制输入电源的开关操作。

常见的开关器件有晶体管和功率MOSFET。

开关器件有两种工作状态：导通状态和截止状态。

在导通状态下，开关器件通过，电源能够传递能量；在截止状态下，开关器件断开，电源无法传递能量。

4.变压器：变压器用于提供所需的电压变换。

开关电源通常采用高频变压器，高频变压器具有小体积、高效率和低损耗等优点。

5.输出滤波器：输出滤波器用于滤除开关电源输出电压中的高频噪声。

输出滤波器主要由电容器和电感器组成，能够确保输出电压稳定、纹波小等。

开关电源的工作原理是通过开关器件的控制，周期性地打开和关闭电源，使输入电压按照一定的频率变化。

当开关器件导通时，输入电源能量通过变压器传递到输出端；当开关器件截止时，输入电源无法传递能量。

通过改变开关器件的导通和截止时间比例，可以调节输出电压的大小。

在工作中，控制开关器件工作的电路称为控制电路，控制电路通常由反馈电路和控制芯片组成。

开关电源相比传统的线性电源，具有高效率、小体积和稳定的输出特性等优点。

然而，开关电源的工作频率高，会产生较多的高频噪声。

因此，在设计开关电源时，需要合理设计输出滤波器来降低噪声。

总之，开关电源的基本结构包括输入电源、整流器、开关器件、变压器和输出滤波器。

通过开关器件的周期性开关操作，将输入电压转换为所需的输出电压。

开关电源具有高效率、小体积和稳定的输出特性等优点。

开关电源外围元器件的种类及功能种类名称功能电阻器取样电阻构成输出电压的取样电路，将取样电压送至反馈电路。

均压电阻在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用，亦称平衡电阻。

分压电阻构成分压电阻器。

泄放电阻断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中的电容器储存的电荷泄放掉限流电阻起限流保护作用，如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的先流电阻电流检测电阻与过电流保护电流配套使用，用于限制开关稳压器的输出电流极限分流电阻给电路提供旁路负载电阻开关电源的负载电阻最小负载电阻为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻，可避免因负载开路二导致输出电压升高假负载在测试开关电源性能指标时临时接的负载（如电阻丝）滤波电阻用作LC型滤波器、RC、π型滤波器中的滤波电阻偏置电阻给开关电源的控制端提供偏压，或用来稳定晶体管的工作点保护电阻常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中补偿电阻例如构成误差放大器的RC型补偿网络阻尼电阻防止电路中出现谐振电容器滤波电容构成输入滤波器，输出滤波器等耦合电容亦称隔直电容，其作用是隔断直流信号，只让交流信号通过退耦电容例如电源退耦电容，可防止产生自激震荡软启动电容构成软启动电路，在软启动过程中使输出电压和输出电流缓慢的建立起来补偿电容构成RC型相位补偿网络加速电容用于提高晶体管的开关速度振荡电容构成RC型、LC型振荡器微分电容构成微分电路，获得尖脉冲自举电容用于提升输入级的电源电压，亦可构成电压前馈电路延时电容与电阻构成RC型延时电路储能电容例如极性反转式DC\DC变换器中的泵电容移相电容构成移相电路倍压电容与二极管构成倍压整流电路消噪电容用于滤除电路中的噪声干扰中和电容消除放大器的自激震荡抑制干扰电容器在EMI滤波器中，可分别滤除串模干扰和共模干扰安全电容含X电容和Y电容Y电容能滤除由一次绕组、二次绕组耦合电容器产生的共模干扰，可为从一次侧耦合到二次侧耦合的干扰电流提供回流路径，防止该电流通过二次侧耦合到大地X电容能滤除电网线之间串模干扰，常用于EMI滤波器中电感器滤波电感构成LC型滤波器储能电感常用于升压式或降压式DC/DC变换器电路中振荡电感构成LC型振荡器共模电感亦称共模扼流圈，常用于EMI滤波器中，对共模干扰起到抑制作用串模电感亦称串模扼流圈，它采用单绕组结构，一般串连在开关电源的输入电路中频率补偿电感构成LC型、LCR型频率补偿网络变压器工频变压器对交流电源进行变压与隔离，再经过整流滤波后给DC/DC变换器（即开关稳压器）供电高频变压器对高频电源进行储能、变压与隔离，适应于无工频变压器的开关电源中二极管整流二极管低频整流、高频整流续流二极管常用于降压式DC/DC变换器中；若在继电器、电动机等的绕组两端并联续流二极管，即可为反电动势提供泄放回路，避免损坏驱动管钳位二极管构成V、D、R型钳位电路，吸收尖峰电压，对MOSFET功率管起保护功能阻塞二极管钳位保护电路中的二极管，称作阻塞二极管保护二极管用于半波整流电路中，在负半周时给交流电提供回路隔离二极管可实现信号隔离抗饱和二极管将二极管串连在功率开关管的基极上，可降低功率开关管的饱和深度，提高关断速度整流桥BR 将交流电压变成脉动直流电压，送至滤波器。