电源模块在日常生活中占有很大的比重，几乎所有可见电子设备都包含功率模块，开关电源是一种功率模块。利用现代电力电子技术，控制开关管的开关开关时间比，保持稳定的输出电压，开关电源一般由脉宽调制(PWM)控制IC和MOSFET组成。

随着电力电子技术的发展和创新，开关电源技术也在不断创新。目前，开关电源以其体积小、重量轻、效率高等优点被广泛应用于几乎所有的电子设备中。开关电源是电子信息产业快速发展的一种不可缺少的电源模式，因为开关电源的工作原理会有所不同。

一、开关电源电路由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率转换电路、PWM控制器电路和输出整流滤波电路组成，辅助电路包括输入欠压保护电路、输出欠压保护电路、输出过电流保护电路、输出短路保护电路等。

二、 输入电路的原理及常见电路：

 1、AC 输入整流滤波电路原理：

A.防雷电路：当有雷击，发生高压经电网导入电源时，由 MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、 FDG1 组成的电路进行维护。当加在压敏电阻两头的电压超越其作业电压时，其阻值下降， 使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3 会焚毁维护后级电路。

B.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 及杂波信号进行按捺，避免对电源搅扰，一同也避免电源本身发生的高频杂波对电网搅扰。 当电源敞开瞬间，要对 C5 充电，因为瞬间电流大，加 RT1（热敏电阻）就能有用的避免浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在 RT1 电阻上，一定时刻后温度升高后 RT1 阻值减小（RT1 是负 温系数元件），这时它消耗的能量十分小，后级电路可正常作业。

C.整流滤波电路：沟通电压经 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，输出的沟通纹波将增大。

 2、 DC 输入滤波电路原理：

A.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 波信号进行按捺，避免对电源搅扰，一同也避免电源本身发生的高频杂波对电网搅扰。C3、 C4 为安规电容，L2、L3 为差模电感。

B.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， 因为 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 上发生的压降增大，Q1 导 通使 Q2 没有栅极电压不导通，RT1 将会在很短的时刻焚毁，以维护后级电路。

三、 功率变换电路

1、 MOS 管的作业原理：现在使用最广泛的绝缘栅场效应管是 MOSFET（MOS 管），是使用半导体外表的电声效应进行作业的。也称为外表场效应器件。因为它的栅极处于不导电状况， 所以输入电阻可以大大提高，最高可达 105 欧姆，MOS 管是使用栅源电压的巨细，来改动半 导体外表感生电荷的多少，然后操控漏极电流的巨细。

 2、作业原理： 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发生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一同，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加当前作业周波的占空比操控，因此是当前作业周波的电流约束。当 R5 上的电压达到 1V 时，UC3842 中止作业，开关管 Q1 立即关断。R1和Q1中的结电容 CGS、CGD一同组成 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，易引起振动，电磁搅扰也会很大；R1过大，会下降开关管的开关速度。Z1 通 常将 MOS 管的 GS 电压约束在 18V以下，然后维护了 MOS 管。Q1 的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1 导通时刻越长，变压器所贮存的能量也就越多；当Q1截止时，变压器经过 D1、D2、R5、R4、C3 释放能量，一同也达到了磁场复位的意图，为变压器的下一次存储、传递能量做好了预备。IC 依据输出电压和电流时刻调 整着脚锯形波占空比的巨细，然后安稳了整机的输出电流和电压。C4和 R6为尖峰电压吸收回路。

3、同步整流电路：

作业原理：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 栅极因为处于反偏而截止。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 栅极因为处于反偏而截止。L2 为续流电感，C6、L1、C7 组成 π 型滤波器。R1、C1、R9、C4 为削尖峰电路。

五、 稳压环路原理

作业原理：当输出 U0 升高，经取样电阻 R7、R8、R10、VR1 分压后，U1脚电压升高，当其超越 U1脚基准电压后 U1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， UC3842脚电位相应变低，然后改动 U1脚输出占空比减小，U0 下降。 当输出 U0 下降时，U1脚电压下降，当其低过 U1脚基准电压后 U1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，UC3842脚电位升高，然后改动 U1脚输出占空比增大，U0 下降。循环往复，然后使输出电压保持安稳。调理 VR1 可改动 输出电压值。 反应环路是影响开关电源安稳性的重要电路。如反应电阻电容错、漏、虚焊等，会发生自激 振动，毛病现象为：波形异常，空、满载振动，输出电压不安稳等。

六、短路维护电路：

1、在输出端短路的情况下:

PWM 操控电路可以把输出电流约束在一个安全范围内，它 可以用多种方法来完成限流电路，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、短路维护电路一般有两种，其原理简述如下：当输出电路短路，输出电压消失，光耦 OT1不导通，UC3842脚电压上升至 5V 左右，R1 与 R2 的分压超越 TL431 基准，使之导通，UC3842脚 VCC 电位被拉低，IC 中止作业。UC3842 中止作业后脚电位消失，TL431不导通 UC3842脚电位上升，UC3842 重新发动，循环往复。当短路现象消失后，电路可以自动康复成正常作业状况。

 3、下图是中功率短路维护电路，其原理简述如下：

当输出短路，UC3842脚电压上升,U1脚电位高于脚时，比较器翻转脚输出高电位，给C1充电，当 C1 两头电压超越脚基准电压时 U1脚输出低电位，UC3842脚低于1V，UCC3842 中止作业，输出电压为 0V，循环往复，当短路 消失后电路正常作业。R2、C1是充放电时刻常数，阻值不对时短路维护不起作用。

 4、常见的限流、短路维护电路。

其作业原理简述如下： 当输出电路短路或过流，变压器原边电流增大，R3 两头电压降增大，脚电压升高，UC3842脚输出占空比逐渐增大，脚电压超越 1V 时，UC3842关闭无输出。

5、用电流互感器取样电流的维护电路，

有着功耗小，但成本高和电路较为杂乱，其作业原理简述如下：

输出电路短路或电流过大，TR1 次级线圈感应的电压就越高，当UC3842脚超越1伏，UC3842 中止作业，循环往复，当短路或过载消失，电路自行康复。

七、输出端限流维护：

其作业原理简述：当输出电流过大时，RS（锰铜丝）两头电压上升，U1脚电压高于脚基准电压，U1脚输出高电压，Q1导通，光耦发生光电效应，UC3842脚电压下降，输出电压下降，然后达到输出过载限流的意图。

 八、输出过压维护电路的原理：输出过压维护电路的作用是：当输出电压超越规划值时，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呈现毛病或者因为用户操作不妥引起输出过压现象时，过 压维护电路进行维护以避免损坏后级用电设备。使用最为普遍的过压维护电路有如下几种： 1、可控硅触发维护电路：当 Uo1 输出升高，稳压管（Z3）击穿导通，可控硅（SCR1）的操控端得到触 发电压，因此可控硅导通。Uo2 电压对地短路，过流维护电路或短路维护电路就会作业，中止整个电源电路的作业。当输出过压现象扫除，可控硅的操控端触发电压经过 R 对地泄放，可控硅康复断开状况。

2、光电耦合维护电路：

当 Uo 有过压现象时，稳压管击穿导通，经光耦（OT2）R6 到地发生电流流过， 光电耦合器的发光二极管发光，然后使光电耦合器的光敏三极管导通。Q1 基极得电导通， 3842 的脚电下降，使 IC 关闭，中止整个电源的作业，Uo 为零，循环往复。

3、输出限压维护电路：

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，UC3842电压升高，输出下降，稳压管不导通，UC3842电压下降，输出电压升 高。循环往复，输出电压将安稳在一范围内（取决于稳压管的稳压值）。

4、输出过压锁死电路：

当输出电压 Uo升高，稳压管导通，光耦导通，Q2 基极得电导通， 因为 Q2 的导通 Q1 基极电压下降也导通，Vcc 电压经 R1、Q1、R2 使Q2一直导通，UC3842脚一直是高电平而中止作业。在图 B 中，UO 升高 U1脚电压升高，脚输出高电平，因为 D1、R1 的存在，U1脚一直输出高电平 Q1 一直导通，UC3842脚一直是低电平而中止作业。

九、功率因数校对电路（PFC）：

作业原理： 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 操控器作为输入电压的取样，用以调整操控信号的占空比，即改动 Q1 的导通和关断时刻，安稳 PFC 输出电压。L4 是 PFC 电感，它在 Q1 导通时贮存能量，在 Q1 关断时施放能量。D1 是发动二极管。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 操控器作为 PFC 输出电压的取样，用以调整 操控信号的占空比，安稳 PFC 输出电压。

十、输入过欠压维护：

作业原理： AC 输入和 DC 输入的开关电源的输入过欠压维护原理大致相同。维护电路的取样电压均 来自输入滤波后的电压。 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 脚输出高电平去操控主操控器使其关断，电源无输出。另一路经 R 7、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 高电平去操控主操控器使其关断，电源无输出。

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