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1、开关电源原理及各功能电路详解一、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以下：二、输入电路的原理及常有电路/b：1、AC输入整流滤波电路原理：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高出其工作电压时，其阻值降低，使高压能量耗资在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保
2、护后级电路。输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组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控制，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，由于瞬时电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防范浪涌电流。因瞬时能量全耗资在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），这时它耗资的能量特别小，后级电路可正常工作。整流滤波电路：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。2、DC输入滤波电路原理：输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双型滤波网络主若是对输入电
3、源的电磁噪声及杂波信号进行控制，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组成抗浪涌电路。在起机的瞬时，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1组成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。若是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。三、功率变换电路/b：1、MOS管的工作原理：当前应用最宽泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表
4、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，因此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、常有的原理图：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，能很好地吸取尖峰电压和电流。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，
5、开关管Q1马上关断。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，电磁搅乱也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1平时将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，变压器所储蓄的能量也就越多；当Q1截止时，变压器经过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也达到了磁场复位的目的，为变压器的下一次储藏、传达能量做好了准备。IC依照输出电压和电流时刻调整着脚锯形波占空比的大小，从而牢固了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压吸取回路。4、推挽
6、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/b：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，电路组成回路，Q
7、2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组成型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。五、稳压环路原理/b：1、反响电路原理图：2、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，当其高出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
8、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牢固。调治VR1可改变输出电压值。反响环路是影响开关电源牢固性的重要电路。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，输出电压不牢固等。六、短路保护电路：1、在输出端短路的情况下，PWM控制电路可以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、短路保护电路平时有两种，以下图是小功率短路保护电路，其原理简述以下：当输出电路短路，输出电压消失，
9、光耦OT1不导通，UC3842脚电压上升至5V左右，R1与R2的分压高出TL431基准，使之导通，UC3842脚VCC电位被拉低，IC停止工作。UC3842停止工作后脚电位消失，TL431不导通UC3842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、以下图是中功率短路保护电路，其原理简述以下：当输出短路，UC3842脚电压上升,U1脚电位高于脚时，比较器翻转脚输出高电位，给C1充电，当C1两端电压高出脚基准电压时U1脚输出低电位，UC3842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
10、充放电时间常数，阻值不对时短路保护不起作用。4、以下图是常有的限流、短路保护电路。其工作原理简述以下：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，脚电压高升，UC3842脚输出占空比逐渐增大，脚电压高出1V时，UC3842关闭无输出。5、以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，其工作原理简述以下：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UC3842脚高出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：上图是常有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，（锰铜丝）两端电压上升，U1脚电压高于脚基准电压，U1脚输出高电压，Q1光耦发生光电效应，UC3842脚电压降低，输出电压降低，从而达到输出过载限流的目的。RS导通，八、输出过压
