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1、开关电源工作原理开关电源工作原理当前常有的电源在主要有两种电源种类：线性电源（linear）和开关电源（switching）。一、线性电源线性电源主要包含工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。工作过程：先将220V市电经过变压器转为低压交流电，比方说12V，然后再经过一系列的二极管或整流桥堆进行整流，将低压AC交流电转变为脉动电压（配图1和2中的“3”）；再经过电容对脉动电压进行滤波，经过滤波后的低压交流电变换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时获取的低压直流电仍旧不够纯净，会有必定的颠簸（这类电压颠簸就是我们常说的纹波），要想获取高精度的稳固的直流电压，还需要稳压二极管也许
2、电压反响电路调整输出电压。最后，我们就可以获取纯净的低压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：线性电源的波形线性电源的长处：纹波小，调整率好，对外搅乱小。适合用于模拟电路，各种放大器等低功耗设备。线性电源的弊端：体积大，粗笨，效率低、发热量也大。需要宏大而粗笨的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，线性电源的调整管工作在放大状态，因此发热量大，效率低（35%左右），需要加体积宏大的散热片，并且还需要相同也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更宏大。对于高功耗设备而言，线性电源将会力所不及。二、开关电源开关电源是采纳功率半导体器件作
3、为开关元件，经过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源的工作原理，简单的说是将交流电先整流成直流电，再将直流逆变为交流电，再整流输出成所需要的直流电压。交流电源经整流滤波成直流；经过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转变为高频率的交流电供应给开关变压器进行变压；开关变压器次级感觉出高频交流电压,经整流滤波变为直流电供应负载；输出部分经过必定的电路反响给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳固输出的目的。开关电源的主要长处：体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的2030%）、效率高（一般为6070%，而线性电源只有3040%）、自己抗搅乱
4、性强、输出电压范围宽、模块化。开关电源的主要弊端：因为逆变电路中会产生高频电压，对四周设备有必定的搅乱。需要优异的障蔽及接地。1、电路构成开关电源的主要电路是由输入电磁搅乱滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路构成。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。开关电源的电路构成方框图以下：2、开关电源各功能电路详解、AC输入整流滤波电路防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1构成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超出其工作电压时，其阻值降低
5、，使高压能量耗费在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。输入电磁搅乱滤波电路（EMI）：除掉来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的搅乱，同时也防范开关电源产生的高频噪声向电网扩散。C1、L1、C2、C3构成的双型滤波网络主若是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行克制，防范对电源搅乱，同时也防范电源自己产生的高频杂波对电网搅乱。当电源开启瞬时，要对C5充电，因为瞬时电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防范浪涌电流。因瞬时能量全耗费在RT1电阻上，一准时间后温度高升后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它耗费的能量特别小，后级电路可正常工作。整流滤波电路：
6、将电网输入电压进行整流滤波，为变换器供应直流电压。交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后获取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。、功率因数校订电路PFC(powerfactorcorrection)PFC，意思是功率因数校订,作用是对输入电流波形进行控制，使其同步输入电压波形。功率因数，指的是有效功率与总耗电量之间的关系，基本上功率因数可以衡量电力被使用的程度，功率因数值越大，代表其电力利用率越高。开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，而PFC电路就是为了提升功率因数，提升交流电转直流电的效率。PFC电路分为两种，一种是被动式（无源）
7、PFC，另一种是主动式PFC（有源）电路。原理表示图：工作原理：输入电压经L1、L2、L3等构成的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，稳固PFC输出电压。L4是PFC电感，它在Q1导通时储蓄能量，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，稳固PFC输出电压。（3）、DC输入滤波电路输入滤波电路：C1、L1、C2构成的双型
8、滤波网络主若是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行克制，防范对电源搅乱，同时也防范电源自己产生的高频杂波对电网搅乱。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7构成抗浪涌电路。在起机的瞬时，因为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。假如C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬时电流在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。（4）、功率变换电路是开关电源的要点部分。它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输
9、入电网隔断的作用。常有的原理图：工作原理：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，能很好地汲取尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参加当前工作周波的占空比控制，所以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马上关断。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起构成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，电磁搅乱也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1平时将
10、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，变压器所储蓄的能量也就越多；当Q1截止时，变压器经过D1、D2、R5、R4、C3开释能量，同时也达到了磁场复位的目的，为变压器的下一次储存、传达能量做好了准备。IC依据输出电压和电流时刻调整着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为尖峰电压汲取回路。4、推挽式功率变换电路：Q1和Q2将轮流导通。推挽式功率变换电路：Q1和Q2将轮流导通。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。（5）、输出整流滤波电路、正激式整流
11、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构成型滤波器。、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构成型滤波器。、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栅极因为处于反偏而截止。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栅极因为处于反偏而截止。L2为续流电感，C6、L1、C
12、7构成型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。（6）、PMW控制电路（稳压环路、取样）PWM控制电路是依据电源的输出负载状况来控制电源的开关管的闭合的。检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳固。反响电路原理图：工作原理：当输出U0高升，经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后，U1脚电压高升，当其超出U1脚基准电压后U1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，UC3842脚电位相应变低，从而改变U1脚输出占空比减小，U0降低。当输出U0降低时，U1脚电压降低，当其低过U1脚基准电压后U1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，UC3842脚电位高升，从而改变U1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固。调理VR1可改变输出电压值。反响环路是影响开关电源稳固性的重要电路。如反响电阻电容错、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
