一、开关电源的电路组成
电源主电路由输入电磁干扰滤波器、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路和输出整流滤波电路组成。辅助电路包括输入过压保护电路、输出过压保护电路、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框图如下：
二、输入电路和普通电路的原理
1、交流输入整流滤波电路原理：
防雷电路：当雷击和高压通过电网引入电源时，由MOV1、 MOV2、 mov 3:F1、 F2、 F3、 FDG 1组成的电路将提供保护。当施加在变阻器两端的电压超过其工作电压时，其电阻减小，导致高压能量消耗在变阻器上。如果电流过大，F1、F2、F3会烧坏保护的后电路。
输入滤波电路：由C1、 l1、 C2、 C3组成的双滤波网络，主要用于抑制输入电源的电磁噪声和杂波信号，防止电源和电源本身产生的高频杂波对电网的干扰。接通电源，C5要充电。由于瞬时电流较大，增加RT1(热敏电阻)可以有效防止浪涌电流。因为瞬时能量全部消耗在RT1电阻上，经过一定时间后，温度升高时RT1的阻值减小(RT1是负温度系数元件)。此时它消耗的能量很小，后续电路可以正常工作。
整流滤波电路：交流电压经过BRG1整流，再经过C5滤波，得到比较纯净的DC电压。如果C5容量变小，输出交流纹波将增加。
2、DC输入滤波电路原理：
输入滤波电路：由C1、L1、C2组成的双滤波网络，主要用于抑制输入电源的电磁噪声和杂波信号，防止电源干扰，同时防止电源本身产生的高频杂波对电网的干扰。C3、C4为安全电容，L2、L3为差模电感。
r1、 r2、 r3、 z1、 c6、 q1、 z2、 r4、 r在启动的瞬间，Q2由于C6的存在而不导电，电流通过RT1形成回路。当C6上的电压被充电到规定值Z1时，Q2开启。当C8漏电或后级电路短路时，电流在RT1上产生的压降会在开机瞬间增加，Q1会被打开，这样Q2就不会出现栅极电压不导通的情况，RT1会在短时间内烧断，保护后级电路。
三、电源转换电路
1、MOS管工作原理：
目前应用最广泛的绝缘栅场效应晶体管是MOSFET，它是靠半导体表面的电声效应工作的。也称为表面场效应器件。因为它的栅极处于非导通状态，所以输入电阻可以大大增加，最高可达105欧姆。MOS管利用栅源电压改变半导体表面的感应电荷，从而控制漏电流。
2、常用示意图：
3、工作原理：
r4、 c3、 r5、 r6、 c4、d1、 D2形成一个缓冲器，与开关MOS管并联，使开关管的电压应力降低，EMI减小，不发生二次击穿。当开关Q1关断时，变压器的初级绕组容易产生峰值电压和峰值电流，这些元件可以很好地共同吸收峰值电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与了当前工作周期的占空比控制，所以是当前工作周期的电流限值。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关Q1立即关断。R1和Q1的结电容CGS和CGD组成RC网络，电容的充放电直接影响开关管的开关速度。如果R1太小，容易引起振荡，电磁干扰就会很大。如果R1太大，开关管的开关速度会降低。通常，Z1将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护MOS管。Q1的栅控电压是一个锯齿波。占空比越大，Q1的导通时间越长，储存在变压器中的能量就越多。当Q1断电时，变压器通过D1、D2、 r5、 r4、 C3释放能量，同时达到磁场复位的目的，为变压器接下来的储能和输电做准备。IC根据输出电压和电流时刻调整 saw波的占空比，从而稳定整机的输出电流和电压。C4和R6是峰值电压吸收电路。
4、推挽功率转换电路：
Q1和Q2将交替开启。
5、带驱动变压器的电源转换电路：
T2是驱动变压器，T1是开关变压器，TR1是电流环路。
四、输出整流滤波电路：
1、正向整流器电路：
T1是一个开关变压器，它的一次极和二次极同相。D1是整流二极管，D2是续流二极管，R1、 c1、 R2、 C2是锐化峰值电路。L1是一个续流电感，C4、L2、C5构成一个滤波器。
2、反激式整流器电路：
T1是一个开关变压器，它的初级极和次级极的相位相反。D1是整流二极管，R1、C1是锐化峰值电路。L1是续流电感，R2是假负载，C4、L2、C5构成一个滤波器。
3、同步整流电路：
工作原理：当变压器次级上端为正时，电流使Q2通过C2、 r5、 r6、 r 7导通，电路形成回路，Q2为整流器。栅极Q1被关断，因为它处于反向偏置。当变压器次级的下端为正时，电流使Q1通过C3、R4、R2导通，Q1是续流管。Q2关闭是因为它处于反向偏置。L2是一个续流电感，C6、L1、C7构成一个型滤波器。r1、 c1、 r9、 C4是一个锐化峰值电路。
五、稳压回路原理
1、反馈电路原理图：
2、工作原理：
当输出U0上升时，被采样电阻R7、 R8、 R10、 vr1分压，U1引脚的电压上升。当超过U1引脚的参考电压时，U1引脚输出高电平，使Q1导通，光耦OT1的发光二极管发光，光电晶体管导通，UC3842脚电位相应降低，UC3842脚电压相应降低。当输出U0降低时，U1引脚电压降低；当低于U1引脚的参考电压时，U1引脚输出为低，Q1不导通，光耦OT1的发光二极管不导通，光电三极管不导通，使UC3842引脚的电位升高，从而改变u1引脚的输出占空比，增大和减小U0。周而复始，以保持输出电压稳定。调节VR1可以改变输出电压值。
反馈回路是影响开关电源稳定性的重要电路。例如，反馈电阻电容不对，漏电，焊接等。会产生自激振荡。故障现象有：波形异常、空载或满载振荡、输出电压不稳定等。
六、短路保护电路
1、输出端子短路时，th
当输出电路短路时，输出电压消失，光耦OT1不导通，UC3842脚电压上升到5V左右，R1和R2分压超过TL431基准，使其导通，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。当短路消失时，电路能自动恢复正常工作状态。
3、下图为中功率短路保护电路，其原理简述如下：
当输出短路时，UC3842引脚电压上升，U1引脚电位高于引脚电位，比较器转动引脚输出高电位，给C1充电，当C1两端电压超过引脚参考电压时，U1842引脚低于1V，UCC3842停止工作，输出电压为0V。短路消失后电路正常工作。R2、C1是充放电时间常数。当电阻值错误时，短路保护将不工作。
4、下图显示了常见的限流和短路保护电路。其工作原理简述如下：
当输出电路短路或过流时，变压器初级电流增大，R3两端的压降增大，引脚电压增大，UC3842引脚的输出占空比逐渐增大。当引脚电压超过1V时，UC3842关闭，无输出。
5、下图为使用电流互感器采样电流的保护电路，功耗低，但成本高，电路复杂。其工作原理简述如下：
如果输出电路短路或电流过大，TR1的次级线圈感应的电压会更高。当UC3842的脚超过1伏时，UC3842会停止工作，短路或过载消失后电路会自行恢复。
七、输出电流限制保护
上图为输出端常见的限流保护电路，其工作原理简述如上图：当输出电流过大时，RS(锰铜线)两端电压上升，U1脚电压高于脚参考电压。U1引脚输出高电压，Q1导通，光耦发生光电效应，使UC3842引脚电压下降，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，将输出电压限制在安全范围内。当开关电源内部稳压回路出现故障或用户操作不当导致输出过压现象时，过压保护电路进行保护，防止后期用电设备损坏。最常用的过压保护电路如下：
1、可控硅触发保护电路：
如上图所示，当Uo1的输出上升时，稳压器(Z3)击穿导通，SCR1的控制端得到触发电压，于是SCR导通。当Uo2电压对地短路时，过流保护电路或短路保护电路将工作，停止整个供电电路。当输出过压现象消除后，晶闸管控制端的触发电压通过R对地放电，晶闸管回到断开状态。
2、光电耦合保护电路：
如上图所示，当Uo过压时，稳压器会击穿导通，电流通过光耦(OT2)R6流向地，光耦的发光二极管发光，从而使光耦的光电晶体管导通。Q1基极通电，3842的脚电压降低，使IC关断，整个电源停止，Uo为零，周而复始。
3、输出限压保护电路：
输出电压限制保护电路如下图所示。当输出电压上升时，调压管导通，光耦导通，驱动电压vol使Q1基极导通
1、示意图：
2、工作原理：
输入电压通过由L1、L2、L3等组成的EMI滤波器。一路BRG1整流送至PFC电感，另一路经R1、R2分频后送至PFC控制器作为输入电压的采样，用于调节控制信号的占空比，即改变Q1的开关时间，稳定PFC的输出电压，L4为PFC电感，Q1导通时储能，Q1关断时释放能量。D1是启动二极管。D2是PFC整流二极管与C6、C7滤波器。一路PFC电压送至后续电路，另一路经R3、R4分频后送至PFC控制器作为PFC输出电压的采样，用于调节控制信号的占空比，稳定PFC输出电压。
十、输入过压保护
1、示意图：
2、工作原理：
交流输入和DC输入的开关电源的输入过压欠压保护原理大致相同。保护电路的采样电压来自输入滤波电压。采样电压分为两路，一路经R1、 R2、 R3、 R4分压后输入到比较器引脚3。如果采样电压高于2脚的参考电压，比较器1脚输出高电平控制主控制器关断，电源无输出。另一路除以R7、 R8、 R9、 R 10然后输入到比较器6。如果采样电压低于引脚5的参考电压，比较器7输出高电平控制主控制器关断，电源无输出。
审计唐子红
标签：电压电路电流