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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、
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(敏电阻)热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
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
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
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。
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,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
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,能很好地吸收尖峰电压和电流。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,
R1过小,易引起振荡,电磁干扰也会很大;R1过大,会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS
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,变压器所储存的能量
也就越多;当Q1截止时,变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量,同时也达到了磁场复位的
目的,为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯
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π型滤波器。
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
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π型滤
当输出U0升高,经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后,U1③脚电压升高,当其超过U1
②脚基准电压后U1①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,
UC3842①脚电位相应变低,从而改变U1⑥脚输出占空比减小,U0降低。
当输出U0降低时,U1③脚电压降低,当其低过U1②脚基准电压后U1①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,UC3842①脚电位升高,从而改
变U1⑥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定。调节VR1可改变
反馈环路是影响开关电源稳定性的重要电路。如反馈电阻电容错、漏、虚焊等,会产生自
1、在输出端短路的情况下,PWM控制电路能够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、短路保护电路通常有两种,左图是小功率短路保护电路,其原理简述如下:
R1R2=R3TL431基准,使之导通,UC3842⑦脚VCC电位被拉低,
TL4311不导通UC3842⑦脚电位上升,UC3842重新启动,周而
U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UCC3842U1-2R4
3UC3842比逐渐增大,③脚电压超过1V时,UC3842关闭无输出。
输出过压保护电路的作用是:当输出电压超过设计值时,把输出电压限定在一安全值的范
围内。当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时,过压保
护电路进行保护以防止损坏后级用电设备。应用最为普遍的过压保护电路有如下几种:
3842的③脚电降低,使IC关闭,停止整个电源的工作,Uo为零,周而复始,。
输出限压保护电路如下图,当输出电压升高,稳压管导通光耦导通,Q1基极有驱动电压而
道通,UC3842③电压升高,输出降低,稳压管不导通,UC3842③电压降低,输出电压升高。
图A的工作原理是,当输出电压Uo升高,稳压管导通,光耦导通,Q2基极得电导通,由
于Q2的导通Q1基极电压降低也导通,Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通,UC3842③脚始
终是高电平而停止工作。在图中,升高③脚电压升高,①脚输出高电平,由于、
的存在,U1①脚始终输出高电平Q1始终导通,UC3842①脚始终是低电平而停止工作。
输入电压经L1、L2、L3等组成的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,稳定PFC输出电压。L4是PFC电感,它在Q1导通时储存能量,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,稳定
AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大致相同。保护电路的取样电压均来
取样电压分为两路,一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚,如取样电压高于2脚
基准电压,比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出。另一路经R7、R8、
R9、R10分压后输入比较器6脚,如取样电压低于5脚基准电压,比较器7脚输出高电平去控
虚线框A内的零件组成电池启动和关断电路;虚线框B为电池充电线性稳压电路;虚线框C
输入电压由INPUT和AGND端输入,分为三路。第一路经D7直接送后级和电池启动、关断电
路。R28、R27、R26分压后的电压使U3导通(此电压在设计时已计算好了,正常工作时高于),
光藕OT1导通。R25为U3提供工作电压,R23、R24为光藕的限流及保护电阻。
光藕导通后电源经R22、OT1、D9给Q4提供基极偏置电压,Q4导通,R21为Q4的下偏置电阻。
继电器RLY1-A的线圈中有电流流过,继电器触点RLY1-B吸合,将电池BAT接入电路中。D4为阻
止在Q4关断时继电器线圈产生的电动势影响后级电路,D5为防止在Q4关断时继电器线圈产生
在通电的初期,由于Q3没有偏置而不导通,D3的正端无电压。电源经R1降压Z1稳压后给U1
和U2提供工作电压。R2、U1组成基准电压,R13、R4、R5、R6、VR1组成电池电压检测电路,
当U2②脚检测电压低于③脚电压时,其①脚输出高电,经平R14给Q2提供偏置电压,Q2导通、
Q3也跟着导通,电源经Q3、D3、继电器触点RLY1-B、F1给电池BAT充电。
当U2②脚检测电压高于③脚电压时,其①脚输出低电,平Q2失去偏置电压而截止,Q3截止,
D3的正端无电压,其负极电压下降,U2②脚检测电压也跟着下降,当U2②脚检测电压低于③脚
电压时,其①脚输出高电,平Q2、Q3导通继续充电,如此周而复始,使D3的负端电压维持在某
在充电的过程中,电流经Q3、RLY1-B、F1、BAT、R20回到地(AGND)。在电池充电的初期,因
电池电压比较低,流经Q3、RLY1-B、F1、BAT、R20的电流就会增大,那么在R20上产生的压降
就会增大(R20为电流取样电阻)。电阻R20的上端S点经R11连接到U2B的同相输入端⑤脚,U2B
的反相输入端⑥脚有一固定参考电压,当R20上的压降超过参考电压时,U2⑦脚输出高电,经平
D2、R15给Q1提供偏置电压,Q1因此导通。Q1导通后Q2因失去基极电压而截止,将使线性稳
压器的输出关断,Q3、RLY1-B、F1、BAT、R20回路中就没有电流流过,R20上的压降消失,U2
⑦脚输出低电,平Q1截止,Q2、Q3导通继续充电,如此周而复始,就将充电电流限制在某一设
当输入电压没有时,电池电压经D6给后级和电池启动、关断电路供电。当电池电压下降,U3
①脚电压也跟着下降,在电池电压下降至设计关断点时(也就是U3①脚电压低于时),U3不导通,
OT1不发生光电藕合,Q4无偏置而截止,继电器RLY1-A的线圈中没有电流流过,继电器触点RLY1-B
断开,将电池BAT从电路中断开,防止电池过放电而损坏。改变R26、R27的阻值,可以改变电
1、在开关电源中,对电源进行散热的方式有很多种,智能散热就是其中之一。它是随电源工
作时的温度高低,来调节散热风扇的工作电压而改变风力大小,达到最佳散热效果。有着节能
输入电压由INPUT端(12~13V)输入,R6为U2提供工作电压,R7、R8阻值相同,分压后
为TL431提供触发电压,使A点的基准电压在+5V;RT1为负温度系数热敏电阻,经R1、R2分
压加在U1的反相输入端⑥脚。R5为输出电压取样电阻,与R4分压后加在U1的同相输入端
在刚通电的时候,由于Q1还没导通,C点无电压,U1的⑥脚电压高于⑤脚,因此U1⑦脚
输出低电平,Z1击穿导通,Q1导通,C点有电压输出;应Q1的发射极接输入电压端,因此C
点电压约等于输入电压,经R5与R4分压后加在U1的同相输入端⑤脚,使⑤脚电压高于⑥脚
电压,U1⑦脚输出高电平,Z1不导通,Q1不导通,C点无电压输出;使⑤脚电压又低于⑥脚
电压,U1⑦脚又输出低电平,如此反复最终使C电压稳定在某一值(因⑥脚电压不变);也就
开关电源工作的初期(或轻载工作),机内温度低,热敏电阻RT1的内阻很大,B点的电压
对相较低,因此C点的输出电压也低,风扇因工作电压低而转速慢、风力小。当开关电源机内
温度逐渐升高(满载工作),热敏电阻RT1的内阻逐渐减小,B点的电压也升高,因此C点的
输出电压也跟着升高,风扇因工作电压升高而转速加快、风力加大。当机内温度下降后,热敏
电阻内阻逐渐增大,B点电压下降,C点的输出电压也降低,风扇因工作电压低而转速变慢、
风力小。当B点电压(温度)升高到一定程度时,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输
出高电平,一路经D1、R13返回到B点,使U1①脚始终输出高电平(也就是自锁);另一路
1、在通讯设备或其它用电设备中,为了使系统不间断的工作,对供电系统的要求就很高。除
了要求电源本身的性能要稳定外,另一种方法就是采用1+1备分的方式,就是一台设备用两台
电源并联供电,当其中的一台损坏,另外一台可继续给系统供电。在正常工作时,每台电源提
供的能量相等,也就是它们输出的电压、电流基本一致。为了使每台电源输出的电压、电流基
U1A、R1~R7、C1~C5、VR1组成电流取样电压放大器;U1B、D1组成电压跟随器;R10为
均流电压输出电阻;R11~R14、U2A、C6~C10组成平衡电压比较器;R15~R17、Q1为电子
开关;R30~R33、C17、C18、U2B组成过流保护电路;R19~28、D2、D3、D4、C12~C14、
Q2是电源的输出电压稳压环路,其中D2、D3、R19~R21为输出电压取样电路。D6为输出隔
电源在工作时,由电流环或锰铜丝检测的电流取样电压由+IS、-IS加入U1A组成的电压放
大器进行放大,经R5、R6、R7、VR1分压后分两路输出,一路送入U1B电压跟随器,D1起
隔离作用,防止均流母线上的电压变化对前级电路产生影响,另一路送过流保护电路。
经过电压跟随器后的电流取样电压又分为两路,一路经R10输出作为均流信号电压JL+,另
一路经R11送入U2A组成的平衡电压比较器与U2②脚的参考电压进行比较,当U2③脚电压高
于②脚电压,其①输出高电平,Q1基极得电导通,将R17、R18并入输出电压取样电路,使输
出电压升高,输出电压升高后输出电流就会减小,检测的电流取样电压也就降低,均流信号电
压JL+降低,U2③脚电压低于②脚电压,其①输出低电平,Q1截止,R17、R18从输出电压取
端是并接在一起的,均流信号线+起。现在假设电源A的输出电流Io1大于电
Io1时,其控制过程刚好相反,如此循环,最终使两台电源的输出电压、电流保持一致。
Q3、C19、R34~R36组成的电路的作用是,在电源启动初期输出电压低或输出欠压时Q3导
通,使U2A③脚处于低电位,U2A①脚输出低电平,Q1截止,也就是使均流电路不起作用。
