开关电源常用保护电路-过热、过流、过压以及软启动保护电路

利用PS223设计的ATX开关电源技术开关电源以安全、可靠为第一原则，高性能大功率ATX电源设计中应用电源管理监控芯片实现防浪涌软启动以及防过压、欠压、过热、过流、短路、过温等保护功能。

开关电源SPS(Switching Power Supply)利用现代电力电子技术，以小型、节能、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备。

1 ATX电源概述与电源管理监控保护功能Intel制定的大功率(350～900 W)ATX电源规范版本是ATXl2V 2．2，+12 V采用双路输出，其中一路+12 V(A)专为CPU供电，而另一路+12 V(B)则为其他设备供电，输出到主板的接头为24针脚，以输出两组+12 V。

高性能开关电源设计为主动式功率因素校正PFC(Power Factor Correction)，采用诸如Champion公司出品的CM6800G整合型PFC／PWM控制器，为电源提供PFC及PWM功率级电路整合控制，使用诸如PS223等电源管理监控芯片提供过压、过流、过功率、低电压和短路等多重保护。

温度是影响电源设备可靠性的最重要因素，根据有关资料分析表明，过热会导致功率器件造成损坏，需要设置过热保护电路。

保护设计中的短路保护(SCP)、过载保护(OPP)是ATXl2V强制标准，在短路和各路总负载过载时触发以保护电源；过电流保护(OCP)防止电源某路输出过载；过温保护(OTP)防止电源内部过热；过压／欠压保护(OVP／UVP)用于当输出电压超过／低于标准值20～25％时触发，电源若有异常便会立刻切断输出，各路电压全部没有输出。

在接通电源的瞬间，风扇动一下就停，电源即处于保护状态。

图l为开关电源转换流程方框图，开关电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因子修正电路→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(DC-DC转换电路)→滤波电路→电源管理监控→输出。

开关电源电路图原理讲解图解一、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。

②R1、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。

开关电源原理一、 开关电源的电路组成：PWM①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，所以输入电阻可以大大提高，5来改变半导体表面感生电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。

第1篇1. 请简述电源的基本概念及其在电子设备中的作用。

2. 请解释电源转换器的基本原理。

3. 请简述开关电源和线性电源的区别。

4. 请解释什么是电源效率，并说明影响电源效率的因素。

5. 请简述电源纹波和噪声的概念及其对电子设备的影响。

6. 请解释什么是电源保护，常见的保护措施有哪些？7. 请简述电源适配器的功能及其分类。

8. 请解释什么是电源负载，负载对电源性能有何影响？9. 请简述电源模块的设计原则。

10. 请解释什么是电源干扰，常见的干扰源有哪些？二、开关电源1. 请解释开关电源的工作原理，并说明其主要组成部分。

2. 请简述开关电源的拓扑结构，并说明其优缺点。

3. 请解释开关电源的开关频率、占空比等参数对电源性能的影响。

4. 请简述开关电源的反馈控制原理，并说明其作用。

5. 请解释开关电源的EMI（电磁干扰）产生原因及抑制方法。

6. 请简述开关电源的热设计，包括散热器、热管等散热元件的选择。

7. 请解释开关电源的开关器件（如MOSFET、IGBT）的工作原理及其特点。

8. 请简述开关电源的开关电源控制器（如MCU、DSP）的功能及选型。

9. 请解释开关电源的输入滤波和输出滤波的作用。

10. 请简述开关电源的浪涌电流保护、过压保护等保护措施。

三、线性电源1. 请解释线性电源的工作原理，并说明其主要组成部分。

2. 请简述线性电源的稳压原理，包括稳压管、稳压器等。

3. 请解释线性电源的纹波和噪声产生原因及抑制方法。

4. 请简述线性电源的输入滤波和输出滤波的作用。

5. 请解释线性电源的热设计，包括散热器、热管等散热元件的选择。

6. 请简述线性电源的开关器件（如晶体管）的工作原理及其特点。

7. 请解释线性电源的负载对电源性能的影响。

8. 请简述线性电源的过压、过流、短路等保护措施。

9. 请解释线性电源的EMI（电磁干扰）产生原因及抑制方法。

10. 请简述线性电源的模块化设计原则。

四、电源适配器1. 请解释电源适配器的功能及其分类。

直流电源过电压、欠电压及过流保护电路该保护电路在直流电源输入电压大于30V或小于18V或负载电流超过35A时，晶闸管都将被触发导通，致使断路器QF跳闸。

图中，YR为断路器QF的脱扣线圈；KI为过电流继电器。

带过流保护的电动自行车无级调速电路图中，RC为补偿网络，以改善电动机的力矩特性。

具体数值由实验决定。

电路如图16-91所示。

它适用于电动自行车或电动三轮车。

调节电位器RP，可改变由555时基集成电路A组成的方波发生器的方波占空比，达到调速的目的。

Rs是过电流取样电阻，当电动机过载时，Rs上的压降增大，使三极管VTz导通，触发双向晶闸管V导通，分流了部分负载，从而保护了功率管VTi。

过流保护用电子保险的制作电路图本电路适用于直流供电过流保护，如各种电池供电的场合。

如果负载电流超过预设值，该电子保险将断开直流负载。

重置电路时，只需把电源关掉，然后再接通。

该电路有两个联接点(A、B标记)，可以连接在负载的任意一边。

负载电流流过三极管T4、电阻R10和R11。

A、B端的电压与负载电流成正比，大多数的电压分配在电阻上。

当电源刚刚接通时，全部电源电压加在保险上。

三极管T2由R4的电流导通，其集电极的电流值由下式确定：VD4=VR7+0.6。

因为D4上的电压(VD4)和R7上的电压(VR7)是恒定的，所以T2的集电极电流也是恒定。

该三极管提供稳定的基极电流给T3，因而使其导通，接着又提供稳定的基极电流给T4。

保险导电，负载有电流流过。

当电源刚接通时，电容器C1提供一段延时，从而避免T1导电和保持T2断开。

保险上的电压(VAB)通常小于2V，具体值取决于负载电流。

当负载电流增大时，该电压升高，并且在二极管D4导通时，达到分流部分T2的基极电流，T2的集电极电流因而受到限制。

由此，保险上的电压进一步增大，直到大约4.5V，齐纳二极管D1击穿，使T1导通，T2便截止，这使得T3和T4也截止，此时保险上的电压增大，并且产生正反馈，使这些三极管保持截止状态。

开关电源半桥电路原理及注意事项开关电源半桥电路原理及注意事项我们先来了解一下半桥电路的基本拓扑：上图半桥电路的基本拓扑电路图。

电容器C1和C2与开关管Q1、Q2组成桥，桥的对角线接变压器T1的原边绕组，故称半桥变换器。

如果此时C1=C2，那么当某一开关管导通时，绕组上的电压只有电源电压的一半。

半桥电路工作原理：Q1开通，Q2关断，此时变压器两端所加的电压为母线电压的一半，同时能量由原边向副边传递。

Q1关断，Q2关断，此时变压器副边两个绕组由于整流二极管两个管子同时续流而处于短路状态，原边绕组也相当于短路状态。

Q1关断，Q2开通。

此时变压器两端所加的电压也基本上是母线电压的一半，同时能量由原边向副边传递。

副边两个二极管完成换流。

半桥电路中应该注意的几点问题：1、偏磁问题原因：由于两个电容连接点A的电位是随Q1、Q2导通情况而浮动的，所以能够自动的平衡每个晶体管开关的伏秒值，当浮动不满足要求时，假设Q1、Q2具有不同的开关特性，即在相同的基极脉冲宽度t=t1下，Q1关断较慢，Q2关断较快，则对B点的电压就会有影响，就会有有灰色面积中A1、A2的不平衡伏秒值，原因就是Q1关断延迟。

如果要这种不平衡的波形驱动变压器，将会发生偏磁现象，致使铁心饱和并产生过大的晶体管集电极电流，从而降低了变换器的效率，使晶体管失控，甚至烧毁。

在变压器原边串联一个电容的工作波形图解决办法：在变压器原边线圈中加一个串联电容C3，则与不平衡的伏秒值成正比的直流偏压将被次电容滤掉，这样在晶体管导通期间，就会平衡电压的伏秒值，达到消除偏磁的目的。

用作桥臂的两个电容选用问题：从半桥电路结构上看，选用桥臂上的两个电容C1、C2时需要考虑电容的均压问题，尽量选用C1=C2的电容，那么当某一开关管导通时，绕组上的电压只有电源电压的一半，达到均压效果，一般情况下，还要在两个电容两端各并联一个电阻(原理图中的R1和R2)并且R1=R2进一步满足要求，此时在选择阻值和功率时需要注意降额。

过流保护电路如上图所示;此电路是过流保护电路,其中100kΩ电阻用来限流,通过比较器LM311对电流互感器采样转化的电压进行比较,LM311的3脚接一10k Ω电位器来调比较基准电压,输出后接一100Ω的电阻限流它与后面的220μF的电容形成保护时间控制;当电流过流时比较器输出是高电平产生保护,使SPWM不输出,控制场效应管关闭,等故障消除,比较器输出低电平,逆变器又自动恢复工作;1.第一个部分是电阻取样...负载和R1串联...大家都知道.串联的电流相等...R2上的电压随着负载的电流变化而变化...电流大,R2两端电压也高...R3 D1组成运放保护电路...防止过高的电压进入运放导致运放损坏...C1是防止干扰用的...2.第二部分是一个大家相当熟悉的同相放大器...由于前级的电阻取样的信号很小...所以得要用放大电路放大.才能用...放大倍数由VR1 R4决定...3.第三部分是一个比较器电路...放大器把取样的信号放大...然后经过这级比较...从而去控制后级的动作...是否切断电源或别的操作...比较器是开路输出.所以要加上上位电阻...不然无法输出高电平...4.第四部分是一个驱动继电器的电路...这个电路和一般所不同的是...这个是一个自锁电路... 一段保护信号过来后...这个电路就会一直工作...直到断掉电源再开机...这个自锁电路结构和单向可控硅差不多.1 采用电流传感器进行电流检测过流检测传感器的工作原理如图1所示;通过变流器所获得的变流器次级电流经I／V转换成电压,该电压直流化后,由电压比较器与设定值相比较,若直流电压大于设定值,则发出辨别信号;但是这种检测传感器一般多用于监视感应电源的负载电流,为此需采取如下措施;由于感应电源启动时,启动电流为额定值的数倍,与启动结束时的电流相比大得多,所以在单纯监视电流电瓶的情况下,感应电源启动时应得到必要的输出信号,必须用定时器设定禁止时间,使感应电源启动结束前不输出不必要的信号,定时结束后,转入预定的监视状态;2 启动浪涌电流限制电路开关电源在加电时,会产生较高的浪涌电流,因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置,才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内;浪涌电流主要是由滤波电容充电引起,在开关管开始导通的瞬间,电容对交流呈现出较低的阻抗;如果不采取任何保护措施,浪涌电流可接近数百A; 开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示,滤波电容C可选用低频或高频电容器,若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流; 图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击;合闸时Rsc 限制了电容C的充电电流,经过一段时间,C上的电压达到预置值或电容 C1上电压达到继电器T动作电压时,Rsc被短路完成了启动;同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc;当合闸时,由于可控硅截止,通过Rsc对电容C进行充电,经一段时间后,触发可控硅导通,从而短接了限流电阻Rsc;3 采用基极驱动电路的限流电路在一般情况下,利用基极驱动电路将电源的控制电路和开关晶体管隔离开;控制电路与输出电路共地,限流电路可以直接与输出电路连接,工作原理如图3所示,当输出过载或者短路时,V1导通,R3两端电压增大,并与比较器反相端的基准电压比较;控制PWM信号通断;4 通过检测IGBT的Vce 当电源输出过载或者短路时,IGBT的Vce值则变大,根据此原理可以对电路采取保护措施;对此通常使用专用的驱动器EXB841,其内部电路能够很好地完成降栅以及软关断,并具有内部延迟功能,可以消除干扰产生的误动作;其工作原理如图4所示,含有IGBT过流信息的Vce不直接发送到EXB841 的集电极电压监视脚6,而是经快速恢复二极管VD1,通过比较器IC1输出接到EXB841的脚6,从而消除正向压降随电流不同而异的情况,采用阈值比较器,提高电流检测的准确性;假如发生了过流,驱动器：EXB841的低速切断电路会缓慢关断IGBT,从而避免集电极电流尖峰脉冲损坏IGBT器件;为避免在使用中因非正常原因造成输出短路或过载,致使调整管流过很大的电流,使之损坏;故需有快速保护措施; 过流保护电路有限流型和截流型两种;限流型：当调整管的电流超过额定值时,对调整管的基极电流进行分流,使发射极电流不至于过大;图4-2为其简要电路图;图中R为一小电阻,用于检测负载电流;当IL不超过额定值时,T1、截止；当IL超过额定值时,T'1导通,其集电极从T1的基极分流;从而实现对T1管的保护截流型:过流时使调整管截止或接近截止;应用于大功率电源电路中;图4-3为其电路图;输出电流在额定值内时：三极管T2截止,这时,电压负反馈保证电路正常工作;输出电流超出额定值时：UB电压上升,三极管T2导通,使UO迅速下降,由于R1、R2>>RO,故UB的下降速度慢于UO,使UO迅速下降到0,实现了截流作用;过电流保护有多种形式,如图1所示,可分为额定电流下垂型,即フ字型；恒流型；恒功率型,多数为电流下垂型;过电流的设定值通常为额定电流的110％～130％;一般为自动恢复型; 图1①②③中表示电流下垂型,表示恒流型,表示恒功率型;用于变压器初级直接驱动电路中的限流电路在变压器初级直接驱动的电路如单端正激式变换器或反激式变换器的设计中,实现限流是比较容易的;图2是在这样的电路中实现限流的两种方法; 图2电路可用于单端正激式变换器和反激式变换器;图2a与图2b中在MOSFET 的源极均串入一个限流电阻Rsc,在图2a中,Rsc提供一个电压降驱动晶体管S2导通,在图2b中跨接在Rsc上的限流电压比较器,当产生过流时,可以把驱动电流脉冲短路,起到保护作用; 图2a与图2b相比,图2b 保护电路反应速度更快及准确;首先,它把比较放大器的限流驱动的门槛电压预置在一个比晶体管的门槛电压Vbe更精确的范围内；第二,它把所预置的门槛电压取得足够小,其典型值只有100mV～200mV,因此,可以把限流取样电阻Rsc的值取得较小,这样就减小了功耗,提高了电源的效率;图2在单端正激式或反激式变换器电路中的限流电路当AC输入电压在90～264V范围内变化,且输出同等功率时,则变压器初级的尖峰电流相差很大,导致高、低端过流保护点严重漂移,不利于过流点的一致性;在电路中增加一个取自＋VH 的上拉电阻R1,其目的是使S2的基极或限流比较器的同相端有一个预值,以达到高低端的过流保护点尽量一致;用于基极驱动电路的限流电路在一般情况下,都是利用基极驱动电路把电源的控制电路和开关晶体管隔离开来;变换器的输出部分和控制电路共地;限流电路可以直接和输出电路相接,其电路如图3所示;在图3中,控制电路与输出电路共地;工作原理如下：电路正常工作时,负载电流IL流过电阻Rsc产生的压降不足以使S1导通,由于S1在截止时IC1=0,电容器C1处于未充电状态,因此晶体管S2也截止;如果负载侧电流增加,使IL达到一个设定的值,使得ILRsc=Vbe1＋Ib1R1,则S1导通,使电容器C1充电,其充电时间常数τ=R2C1,C1上充满电荷后的电压是VC1=Ib2R4＋Vbe2;在电路检测到有过流发生时,为使电容器C1能够快速放电,应当选择R4;无功率损耗的限流电路上述两种过流保护比较有效,但是Rsc的存在降低了电源的效率,尤其是在大电流输出的情况下,Rsc上的功耗就会明显增加;图4电路利用电流互感器作为检测元件,就为电源效率的提高创造了一定的条件; 图4电路工作原理如下：利用电流互感器T2监视负载电流IL,IL在通过互感器初级时,把电流的变化耦合到次级,在电阻R1上产生压降;二极管D3对脉冲电流进行整流,经整流后由电阻R2和电容C1进行平滑滤波;当发生过载现象时,电容器C1两端电压迅速增加,使齐纳管D4导通,驱动晶体管S1导通,S1集电极的信号可以用来作为电源变换器调节电路的驱动信号;电流互感器可以用铁氧体磁芯或MPP环型磁芯来绕制,但要经过反复实验,以确保磁芯不饱和;理想的电流互感器应该达到匝数比是电流比;通常互感器的Np=1,Ns=NpIpR1/Vs＋VD3;具体绕制数据最后还要经过实验调整,使其性能达到最佳状态;1.4用555做限流电路图6为用555做限流保护的电路,其工作原理如下：UC384X与S1及T1组成一个基本的PWM变换器电路;UC384X系列控制IC有两个闭环控制回路,一个是输出电压Vo反馈至误差放大器,用于同基准电压Vref比较之后产生误差电压为了防止误差放大器的自激现象产生,直接把脚2对地短接；另一个是变压器初级电感中的电流在T2次级检测到的电流值在R8及C7上的电压,与误差电压进行比较后产生调制脉冲的脉冲信号;当然,这些均在时钟所设定的固定频率下工作;UC384X具有良好的线性调整率,能达到％/V；可明显地改善负载调整率；使误差放大器的外电路补偿网络得到简化,稳定度提高并改善了频响,具有更大的增益带宽乘积;UC384X有两种关闭技术；一是将脚3电压升高超过1V,引起过流保护开关关闭电路输出；二是将脚1电压降到1V 以下,使PWM比较器输出高电平,PWM锁存器复位,关闭输出,直到下一个时钟脉冲的到来,将PWM锁存器置位,电路才能重新启动;电流互感器T2监视着T1的尖峰电流值,当发生过载时,T1的尖峰电流迅速上升,使T2的次级电流上升,经D1整流,R9及C7平滑滤波,送到IC1的脚3,使IC1的脚1电平下降注意：接IC1脚1的R3,C4必须接成开环模式,如接成闭环模式则过流时555的脚7放电端无法放电;IC1的脚1与IC2的脚6相连接,使IC2的比较器1同相输入端的电压降低,触发器Q输出高电平,V1导通,IC2的脚7放电,使IC1的脚1电平被拉低于1V,则IC1输出关闭,S1因无栅极驱动信号而关闭,使电路得到保护;若过流不消除,则重复上述过程,IC1重新进入启动、关闭、再启动、再关闭的循环状态,即“打嗝＂现象;而且,过负载期间,重复进行着启振与停振,但停振时间长,启振时间短,因此电源不会过热,这种过负载保护称为周期保护方式当输入端输入电压变化范围较大时,仍可使高、低端的过流保护点基本相同;其振荡周期由555单稳多谐振荡器的RC时间常数τ决定,本例中τ=R1C1,直到过载现象消失,电路才可恢复正常工作;电流互感器T2的选择同的互感器计算方法;图6电路,可以用在单端反激式或单端正激式变换器中,也可用在半桥式、全桥式或推挽式电路中,只要IC1有反馈控制端及基准电压端即可,当发生过流现象时,用555电路的单稳态特性使电路工作在“打嗝＂状态下;1.5几种过流保护方式的比较作者经过长期的研发与生产,比较了开关电源中所使用的各种过流保护方法,可以说,几乎没有一种过流保护方式是万能的,只有用555的保护方式性能价格比是较好的;一般来说,选择何种过流保护方式,都要结合具体的电路变换模式而做出相应的选择;只有经过认真的分析,大量的实验才能找到最适合的过流保护方式;保护方式设计的合理、有效,意味着产品的可靠性才可能更高;。

•开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的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电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低．如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种，隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有.开关电源的工作原理是:1。

交流电源输入经整流滤波成直流;2。

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;3。

开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载;4.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.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西，过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源ATX电源的主要组成部分EMI滤波电路：EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。

一级EMI电路：交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。

二级EMI电路：市电进入电源板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波，然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路.保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件，而限流电阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击.桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电，再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。

OVP（Over Voltage Protection）过压保护电路是一种用于保护电子设备免受过高电压损坏的电路。

它的作用是在输入电压超过设定的阈值时，自动切断电源或限制电流，以保护设备的安全。

OVP 过压保护电路通常由电压检测电路、控制电路和保护执行电路组成。

电压检测电路用于检测输入电压是否超过设定的阈值，控制电路根据检测结果控制保护执行电路的动作，保护执行电路则负责切断电源或限制电流。

在实际应用中，OVP 过压保护电路常用于电源管理、电池充电、电机控制等领域，以保护设备免受过高电压的损坏。

复习提纲第一章1. 高频开关电源由哪几部分组成？（画出原理方框图加以说明）主电路1.输入滤波电器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂音反馈公共电网。

2.整流和滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。

3.逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分。

4.输出整流滤波:根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

控制电路1.从输出端取样→经和设定标准进行比较→控制逆变器，改变其频率或脉宽→达到稳定输出。

2.根据测试提供的数据→经保护电路鉴别→控制电路提供对整机进行各种保护措施。

检测电路1.提供保护电路中正在运行中的各种参数2.提供各种显示仪表数据给值班人员观察，记录。

辅助电源提供所有单一电路所谓不同要求电源。

1. 串联型线性稳压电源的工作原理，开关型稳压电源的工作原理以及两种电源的优缺点比较。

一、串联线性调整型稳压电源输入电压E和输出电压Vo之间串联着一个可变电阻R W，在稳态条件下，输入电源E和输出电压之间，有下述关系 Vo=E-I L R W当E或RL变化时，可以调整RW的电阻，使输出电压Vo保持不变，这就是串联线性调整型稳压电源的基本工作原理。

二、开关型稳压电源开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供负载R L且将能量储存至电感L。

在整个开关接通时，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断能量提供，储存在电感L中的能量通过二极管释放给负载R L得以连续稳定的能量三、串联型线性稳压电源和开关电源的比较传统的晶体管串联调整型稳压电源是连续控制的线性稳压电源。

优点：稳定性好，输出纹波电压小，使用可靠。

缺点：1.体积大且笨重的工频变压器和滤波器。

2.功耗大，效率低，需要大功率调整管。

3.需要体积很大的散热器。

开关型稳压电源采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关管输出脉冲信号的占空比调制优点：◆功耗小，效率可达70%-95%。

◆可靠性，稳定性高。

摘要开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制、IC 和MOSFET构成。

本设计在大量前人设计开关电源的的基础上，以反激式电路的框架，用TOP244Y 构成12V、2.5A开关电源模块,通过整流桥输出到高频变压器一次侧，在二次侧经次级整流滤波输出。

输出电压经采样与TL431稳压管内部基准电压进行比较，经过线性光偶合器PC817改变TOP244Y的占空比,从而使电路能直流稳压输出。

关键词开关电源；脉冲宽度调制控制；高频变压器；TOP244YABSTRACT Switching power supply is the use of modern electronic technology, control switching transistor turn-on and turn-off time ratio of the output voltage to maintain a stable power supply, switching power supply generally by the pulse width modulation (PWM) control,IC and MOSFET form.The design of a large number of predecessors in the switching power supply design based on the flyback circuit to the framework, using TOP244Y constitute a 12V, 2.5A switching power supply module, through the rectifier bridge output to high-frequency transformer primary side, the secondary side by the time level rectifier output. TL431 by sampling the output voltage regulator with an internal reference voltage comparison, after a linear optical coupler PC817 change TOP244Y duty cycle, so the circuit can be DC regulated output.Keyword Switching Power Supply；PWM Control；high frequency transformer；TOP244Y目录前言 (3)1.反激式PWM高频开关电源的工作原理 (4)1．1 PWM开关电源 (5)1.1.1 开关电源简介 (5)1．1．2 PWM开关电源原理 (6)1．2 反激式变换器 (8)1．2．1 反激变换器的工作原理 (8)1．2．2 反激变换器的工作模式 (9)1．3 单相二极管整流桥 (9)1．4 缓冲电路（吸收电路） (10)2．TOPSwitch-GX芯片 (11)2．1 TOPSwitch-GX的性能 (12)2．2 TOPSwitch-GX的内部结构及引脚 (12)2．2．1 TOPSwitch-GX的内部结构 (12)2．2．2 TOPSwitch-GX的引脚功能 (14)3．反激式变换器的高频变压器设计 (15)3．1 开关电源变压器的绕线技术 (16)3．1．1 绕组符合安全规程 (16)3．1．2 低漏感的绕制方法 (17)3．1．3 变压器紧密耦合的绕制方法 (19)3．2 确定磁心的尺寸 (20)3.3 反激式变压器的设计 (22)4．单端反激式开关电源-主电路设计 (24)4．1 单端反激式开关电源主电路介绍 (25)4．2 单端反激式开关电源驱动电路介绍 (26)5．设计结果及分析 (27)5．1 设计输出电压及波形 (28)5．2 设计结果分析 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (34)附录 (35)前言本课题主要掌握反激式PWM高频开关电源的工作原理。

I C E2A0565开关电源原理与维修ICE2A0565开关电源原理与维修该集成电路具有完善的过压、过载过流、欠压、过热关闭保护和欠压锁定、自动重启动及低功耗待机等功能。

由ICE2A0565组成的开关电源还具有所需外围元件少、电路简洁的特点。

VP-806型DVD机未附电路原理图．笔者实绘该机电源电路原理如附图。

下面就对该电路作一简要分析。

一、电源的输入、启动及输出交流220V市电经电源开关SW．保险管Fl flrl A／250V1送到由L804、CX801组成的电源共模滤波器，一方面滤除电网中的高频干扰信号，另一方面抑制开关电源产生的高频开关干扰对电网的污染。

滤波后的220V交流电经 D801~D804组成的桥式整流电路整流、C801滤波后．产生约300V的直流电压。

该电压一路经开关变压器初级L1绕组，加到U804(ICE2A0565)④、⑤脚，另一路经启动电阻R801．R803对C818充电，使U804⑦脚电压上升。

与此同时U804内部软启动电路对①脚外接的软启动时间常数电容C807充电。

当⑦脚电压上升到13．5V，同时①脚电压上升到5．3V时，内部各功能电路开始正常工作。

内部激励电路输出高频开关脉冲使场效应功率开关管处于正常的高频开关状态。

当电路起振后，只要⑦脚电压不低于8．5V，电路就将锁定在正常振荡状态，一旦电源工作后，⑦脚所需电流会增大，此时由启动电阻R801、R803所提供的电流无法继续满足⑦脚内部电路的电流要求．改由开关变压器上的L2绕组输出的脉冲电压经D811整流，通过R802限流及C818、C819滤波后所产生的直流电压为⑦脚供电．以满足⑦脚在正常工作时的供电要求。

电源工作后，开关变压器各次级输出高频脉冲电压．经各自的整流滤波电路后输出+5V、+12V及-12V三组电压。

其中+5V电压还经主板稳压电路稳压后得到3．3V电压为解压集成电路供电。

二、稳压控制过程稳压电路主要由U804、光电耦合器U802(PC817)、精密可调基准三端稳压器U803(PT431)以及取样电阻R813、R815等组成。