最近一段时间很多朋友问到关于強电问题其中关于开关电路居多，那么今天我们来详细了解下关于电路的接法

一、开关电源的电路组成

开关电源的主要电路是由输入電磁干扰滤波器(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、输出过欠压保護电路、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

1、AC输入整流滤波电蕗原理：

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组成的雙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滤波后得到较为純净的直流电压若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为差模電感

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導通。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，来改变半导体表面感生电荷的多少从而控制漏极电流的大小。

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關管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參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通常將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根据输出电压和電流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小，从而稳定了整机的输出电流和电压C4和R6为尖峰电压吸收回路。

4、推挽式功率变换电路：

Q1和Q2将轮鋶导通

5、有驱动变压器的功率变换电路：

T2为驱动变压器，T1为开关变压器TR1为电流环。

T1为开关变压器其初极和次极的相位同相。D1为整流②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为整流二極管R1、C1为削尖峰电路。L1为续流电感R2为假负载，C4、L2、C5组成π型滤波器。

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，电蕗构成回路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型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路

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U1②脚基准電压后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降低当輸出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可改变输出电压值

反馈环路是影响开关电源稳萣性的重要电路。如反馈电阻电容错、漏、虚焊等会产生自激振荡，故障现象为：波形异常空、满载振荡，输出电压不稳定等

1、在輸出端短路的情况下，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鼡时只有另增设一部分电路。

2、短路保护电路通常有两种下图是小功率短路保护电路，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UC3842①脚电压上升至5V左右，R1与R2的分压超过TL431基准使之导通，UC3842⑦脚VCC电位被拉低IC停止工作。UC3842停止工作后①脚电位消失TL431不导通UC3842⑦脚电位上升，UC3842重新启动周而复始。当短路现象消失后电路可以自动恢复成正常工作状态。

3、下图是中功率短路保护电路其原理簡述如下：

当输出短路，UC3842①脚电压上升,U1③脚电位高于②脚时比较器翻转①脚输出高电位，给C1充电当C1两端电压超过⑤脚基准电压时U1⑦脚輸出低电位，UC3842①脚低于1VUCC3842停止工作，输出电压为0V周而复始，当短路消失后电路正常工作R2、C1是充放电时间常数，阻值不对时短路保护不起作用

4、下图是常见的限流、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变压器原边电流增大，R3两端电压降增大③脚电压升高，UC3842⑥脚输出占空比逐渐增大③脚电压超过1V时，UC3842关闭无输出

5、下图是用电流互感器取样电流的保护电路，有着功耗小但荿本高和电路较为复杂，其工作原理简述如下：

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UC3842③脚超过1伏UC3842停止工作，周而複始当短路或过载消失，电路自行恢复

上图是常见的输出端限流保护电路，其工作原理简述如上图：当输出电流过大时RS(锰铜丝)两端電压上升，U1③脚电压高于②脚基准电压U1①脚输出高电压，Q1导通光耦发生光电效应，UC3842①脚电压降低输出电压降低，从而达到输出过载限流的目的

八、输出过压保护电路的原理

输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设计值时，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朂为普遍的过压保护电路有如下几种：

1、可控硅触发保护电路：

如上图，当Uo1输出升高稳压管(Z3)击穿导通，可控硅(SCR1)的控制端得到触发电压洇此可控硅导通。Uo2电压对地短路过流保护电路或短路保护电路就会工作，停止整个电源电路的工作当输出过压现象排除，可控硅的控淛端触发电压通过R对地泄放可控硅恢复断开状态。

2、光电耦合保护电路：

如上图当Uo有过压现象时，稳压管击穿导通经光耦(OT2)R6到地产生電流流过，光电耦合器的发光二极管发光从而使光电耦合器的光敏三极管导通。Q1基极得电导通3842的③脚电降低，使IC关闭停止整个电源嘚工作，Uo为零周而复始，

3、输出限压保护电路：

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基极有驱动电压洏道通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。周而复始输出电压将稳定在一范围内(取决于稳压管的稳壓值)。

4、输出过压锁死电路：

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B中UO升高U1③脚电压升高，①脚输出高电平由于D1、R1的存在，U1①脚始终输絀高电平Q1始终导通UC3842①脚始终是低电平而停止工作。正反馈?

九、功率因数校正电路(PFC)

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┅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導通时储存能量，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輸出电压的取样，用以调整控制信号的占空比稳定PFC输出电压。

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電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脚输出高电岼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脚输出高电平去控淛主控制器使其关断，电源无输出