开关电源各部分详解《转载》.pdf

/ 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、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如下： 二、 输入电路的原理及常见电路[/b]：： 1、AC 输入整流滤波电路原理： / 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（热敏电阻）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 温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 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 容量变小，输出的交流纹波将增大。 2、 DC 输入滤波电路原理： 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 为安规电容，L2、L3为差模电感。 ② R1、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。 三、 功率变换电路[/b]：： 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 / 导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、 常见的原理图： 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，开关管 Q1 立即关断 。 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 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