開關(guān)電源電路原理(初級(jí))

1、高頻開關(guān)電源電路原理高頻開關(guān)電源由以下幾個(gè)部分組成：一、主電路從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過(guò)程，包括：、輸入濾波器：其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過(guò)濾，同時(shí)也阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。、整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級(jí)變換。、逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。、輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。二、控制電路一方面從輸出端取樣，經(jīng)與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達(dá)到輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的資料，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)整機(jī)進(jìn)行各種

2、保護(hù)措施。三、檢測(cè)電路除了提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)外，還提供各種顯示儀表資料。四、輔助電源提供所有單一電路的不同要求電源。開關(guān)控制穩(wěn)壓原理開關(guān)K以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開，在開關(guān)K接通時(shí)，輸入電源E通過(guò)開關(guān)K和濾波電路提供給負(fù)載RL,在整個(gè)開關(guān)接通期間，電源E向負(fù)載提供能量；當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，輸入電源E便中斷了能量的提供?？梢?jiàn)，輸入電源向負(fù)載提供能量是斷續(xù)的，為使負(fù)載能得到連續(xù)的能量提供，開關(guān)穩(wěn)壓電源必須要有一套儲(chǔ)能裝置，在開關(guān)接通時(shí)將一部份能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在開關(guān)斷開時(shí)，向負(fù)載釋放。圖中，由電感L、電容C2和二極管D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以儲(chǔ)存能量，在開關(guān)斷開時(shí)，儲(chǔ)存在

3、電感L中的能量通過(guò)二極管D釋放給負(fù)載，使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量，因二極管D使負(fù)載電流連續(xù)不斷，所以稱為續(xù)流二極管。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示：EAB=TON/T*E式中TON為開關(guān)每次接通的時(shí)間，T為開關(guān)通斷的工作周期（即開關(guān)接通時(shí)間TON和關(guān)斷時(shí)間TOFF之和）。由式可知，改變開關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化自動(dòng)調(diào)整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時(shí)間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時(shí)間比率控制”（TimeRatioControl,縮寫為TRC）。按TRC控制原理，有三種方

4、式：一、脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation,縮寫為PWM）開關(guān)周期恒定，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方式。二、脈沖頻率調(diào)制（PulseFrequencyModulation,縮寫為PFM）導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過(guò)改變開關(guān)工作頻率來(lái)改變占空比的方式。三、混合調(diào)制導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。第三節(jié)開關(guān)電源的發(fā)展和趨勢(shì)1955年美國(guó)羅耶（GH.Roger）發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開端，1957年美國(guó)查賽（JenSen）發(fā)明了自激式推挽雙變壓器，1964年美國(guó)科學(xué)家們提出取消工頻變壓器的

5、串聯(lián)開關(guān)電源的設(shè)想，這對(duì)電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑。到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復(fù)時(shí)間的縮短等元器件改善，終于做成了25千赫的開關(guān)電源。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。目前市場(chǎng)上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz電源，雖已實(shí)用化，但其頻率有待進(jìn)一步提高。要提高開關(guān)頻率，就要減少開關(guān)損耗，而要減少開關(guān)損耗，就需要有高速開關(guān)元器件。然而，開關(guān)速度提高后，會(huì)受電路中分布電感

6、和電容或二極管中存儲(chǔ)電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲。這樣，不僅會(huì)影響周圍電子設(shè)備，還會(huì)大大降低電源本身的可靠性。其中，為防止隨開關(guān)啟-閉所發(fā)生的電壓浪涌，可采用R-C或L-C緩沖器，而對(duì)由二極管存儲(chǔ)電荷所致的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器。不過(guò)，對(duì)1MHz以上的高頻，要采用諧振電路，以使開關(guān)上的電壓或通過(guò)開關(guān)的電流呈正弦波，這樣既可減少開關(guān)損耗，同時(shí)也可控制浪涌的發(fā)生。這種開關(guān)方式稱為諧振式開關(guān)。目前對(duì)這種開關(guān)電源的研究很活躍，因?yàn)椴捎眠@種方式不需要大幅度提高開關(guān)速度就可以在理論上把開關(guān)損耗降到零，而且噪聲也小，可望成為開關(guān)電源高頻化的一種主要方式。當(dāng)前，世界上許多國(guó)家都在致力于數(shù)兆Hz

7、的變換器的實(shí)用化研究。電源工作原理隨著近年硬件設(shè)備特別是處理器和顯示卡的飛速發(fā)展，對(duì)供電的要求大副提高，使得電源對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響也越來(lái)越大。但是你知道電源是怎樣工作的嗎？這就是我們今天為大家?guī)?lái)的內(nèi)容電源工作的原理。電源的工作原理簡(jiǎn)單的說(shuō)，電源的作用是把交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為適合PC機(jī)箱內(nèi)配件使用的低壓直流電，來(lái)驅(qū)動(dòng)我們的設(shè)備。主要采用脈沖變壓器耦合型開關(guān)穩(wěn)壓電源，主要的轉(zhuǎn)換過(guò)程為：高壓市頻交流-（整流、濾波）高壓直流-（調(diào)制）高壓高頻交流-（變壓）低壓高頻交流-（整流、濾波）低壓直流1、220交流電進(jìn)入電源，首先經(jīng)過(guò)扼流線圈和電容，濾除高頻雜波和同相干擾信號(hào)。這些扼流線圈和電容就組成了

8、一級(jí)EMI濾波電路。一級(jí)EMI濾波電路:2、通過(guò)一級(jí)EMI電路后，再由電感線圈和電容組成的二級(jí)EMI電路進(jìn)一步濾除高頻雜波。二級(jí)EMI濾波電路：3、這一步主要是將高壓交流電轉(zhuǎn)化為高壓直接電，由全橋電路整流和大容量的濾波電容濾波來(lái)完成。很多朋友喜歡用這里所用電容容量的大小來(lái)判斷電源的功率。高壓濾波電容：4、把直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的脈動(dòng)直流電，這一步由開關(guān)電路來(lái)完成。開關(guān)電路由兩個(gè)開關(guān)管組成，通過(guò)它們的輪流導(dǎo)通和截止來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)換目的。5、把得到的脈動(dòng)直流電，送到高頻開關(guān)變壓器進(jìn)行降壓。再由二極管和濾波電容組成的低壓濾波電路進(jìn)行整流和濾波就得到了電腦上使用的純靜的低壓直流電。低壓濾波電容：PFC電路國(guó)家在去年開始實(shí)施的CCC中明確要求計(jì)算機(jī)電源產(chǎn)品帶有功率因數(shù)校正器(PowerFactorCorrector，即PFC)，分為有源和無(wú)源PFC兩種。那什么是功率因數(shù)呢？功率因數(shù)表示電子產(chǎn)品對(duì)電能的利用效率。功率因數(shù)越高，電能的利用率越高，電源內(nèi)部損耗掉的電能越少。而且在電源中增加PFC電路，可以減少對(duì)電網(wǎng)的諧波污染和干擾。有源PFC：又叫主動(dòng)PFC，在其電路中往往采用集成度高集成度的IC，可以適應(yīng)90V270V輸入電壓，并有高于0.99的線路功率因數(shù)和較高的可靠性的優(yōu)點(diǎn)。輸出不隨輸入電壓的波動(dòng)變化，因此可