開關電源各組成部分電路設計詳細分析第1部分

開關電源各組成部分(zǔchénɡbùfèn)電路設計詳細分析13級物理(wùlǐ)一班

精品資料一、開關電源的電路組成；

二、輸入電路的原理及常見電路；

三、功率變換電路；

四、輸出整流濾波電路；

五、穩(wěn)壓環(huán)路原理；

六、短路(duǎnlù)保護電路；

七、輸出端限流保護；

八、輸出過壓保護電路的原理；

九、功率因數(shù)校正電路（PFC）；

十、輸入過欠壓保護。精品資料一、開關電源的電路(diànlù)組成開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率(gōnglǜ)變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。精品資料二、輸入電路的原理(yuánlǐ)及常見電路1、AC輸入整流濾波電路(diànlù)原理：精品資料①防雷電路：當有雷擊，產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)導入電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低(jiàngdī)，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F(xiàn)1、F2、F3會燒毀保護后級電路。精品資料②輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行(jìnxíng)抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對電網(wǎng)干擾。當電源開啟瞬間，要對C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減?。≧T1是負溫系數(shù)元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。精品資料③整流濾波電路：交流電壓(diànyā)經(jīng)BRG1整流后，經(jīng)C5濾波后得到較為純凈的直流電壓(diànyā)。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。精品資料2、DC輸入濾波電路(diànlù)原理：①輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對電網(wǎng)干擾。C3、C4為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感。

②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間，由于C6的存在Q2不導通，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時Q2導通。如果C8漏電或后級電路短路(duǎnlù)現(xiàn)象，在起機的瞬間電流在RT1上產(chǎn)生的壓降增大，Q1導通使Q2沒有柵極電壓不導通，RT1將會在很短的時間燒毀，以保護后級電路。精品資料三、功率(gōnglǜ)變換電路1、MOS管的工作(gōngzuò)原理：

目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是MOSFET（MOS管），是利用半導體表面的電聲效應進行工作(gōngzuò)的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態(tài)，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達105歐姆，MOS管是利用柵源電壓的大小，來改變半導體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。精品資料2、常見(chánɡjiàn)的原理圖：精品資料3、工作原理：

R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2組成緩沖器，和開關MOS管并接，使開關管電壓應力減少，EMI減少，不發(fā)生二次擊穿。在開關管Q1關斷時，變壓器的原邊線圈易產(chǎn)生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測得的電流峰值信號參與當前工作周波(zhōubō)的占空比控制，因此是當前工作周波(zhōubō)的電流限制。當R5上的電壓達到1V時，UC3842停止工作，開關管Q1立即關斷。R1和Q1中的結(jié)電容CGS、CGD一起組成RC網(wǎng)絡，電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。R1過小，易引起振蕩，電磁干擾也會很大；R1過大，會降低開關管的開關速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下，從而保護了MOS管。Q1的柵極受控電壓為鋸形波，當其占空比越大時，Q1導通時間越長，變壓器所儲存的能量也就越多；當Q1截止時，變壓器通過D1、D2、R5、R4、C3釋放能量，同時也達到了磁場復位的目的，為變壓器的下一次存儲、傳遞能量做好了準備。IC根據(jù)輸出電壓和電流時刻調(diào)整著⑥腳鋸形波占空比的大小，從而穩(wěn)定了整機的輸出電流和電壓。C4和R6為尖峰電壓吸收回路。精品資料4、推挽式功率變換(biànhuàn)電路：Q1和Q2將輪流(lúnliú)導通。精品資料5、有驅(qū)動變壓器的功率變換(biànhuàn)電路：T2為驅(qū)動(qūdònɡ)變壓器，T1為開關變壓器，TR1為電流環(huán)。精品資料四、輸出整流(zhěngliú)濾波電路：1、正激式整流(zhěngliú)電路：T1為開關變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，D2為續(xù)流二極管，R1、C1、R2、C2為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，C4、L2、C5組成π型濾波器。

精品資料2、反激式整流(zhěngliú)電路：T1為開關變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流(zhěngliú)二極管，R1、C1為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，R2為假負載，C4、L2、C5組成π型濾波器。精品資料3、同步整流(zhěngliú)電路：工作原理：當變壓器次級上端為正時，電流經(jīng)C2、R5、R6、R7使Q2導通，電路構(gòu)成回路，Q2為整流管。Q1柵極由于處于反偏而截止(jiézhǐ)。當變壓器次級下端為正時，電流經(jīng)C3、R4、R2使Q1導通，Q1為續(xù)流管。Q2柵極由于處于反偏而截止(jiézhǐ)。L2為續(xù)流電感，C6、L1、C7組成π型濾波器。R1、C1、R9、C4為削尖峰電路。精品資料五、穩(wěn)壓(wěnyā)環(huán)路原理1、反饋(fǎnkuì)電路原理圖：精品資料2、工作原理：

當輸出U0升高，經(jīng)取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后，U1③腳電壓升高，當其超過U1②腳基準電壓后U1①腳輸出高電平，使Q1導通，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導通，UC3842①腳電位相應變低，從而改變U1⑥腳輸出占空比減小，U0降低(jiàngdī)。當輸出U0降低(jiàngdī)時，U1③腳電壓降低(jiàngdī)，當其低過U1②腳基準電壓后U1①腳輸出低電平，Q1不導通，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導通，UC3842①腳電位升高，從而改變U1⑥腳輸出占空比增大