计算机开关电源原理图电路分析.doc

计算机开关电源原理图电路分析第一章 基本构成方框图及原理分析一、基本方框图输入滤波电路浪涌电流抑制电路桥式（倍压）整流电路滤波电路开关电路开关变压器整流滤波电路辅助电源开关电路整流滤波电路整流滤波电路驱动变压器驱动放大电路TL494LM339过流保护检测电路稳压检测电路过压保护检测电路14121148413424546413 +5VSB PG PS/ON 5V/12V/3.3V二、原理分析1工作原理交流电220V进入输入滤波电路，衰减电网电源线进入的外来噪声，再进入浪涌电流抑制电路，抑制开机瞬间的浪涌电流，进入桥式滤波电路，把交流220V整流滤波成直流300V电压。一路进入开关电路，另一路进入辅助电源电路，经过辅助电源电路内部变换，输出两组电压，一组为+5VSB电压，另一组为TL494脚提供工作电压（约18V）。TL494有了工作电压，就开始振荡工作，经内部整形，在其脚就有+5V基准电压，脚脚输出脉冲矩形波，经驱动电路放大，驱动变压器耦合，送到开关电路开关管的基极，控制开关管轮流导通和截止，于是在开关变压器次级就有脉冲方波输出，经次级侧整流滤波，输出直流电压5V，12V，3.3V。2稳压原理当输出电压（+5V，+12V，+3.3V）因某种原因升高或降低时，经稳压检测电路（取样电阻）检测，到TL494脚的电压也相应升高或降低，经TL494内部取样放大器比较，从而使TL494内部末级输出晶体管输出的调制脉冲宽度变窄或变宽，经驱动电路加到两开关管的基极驱动脉冲的宽度也相应变窄或变宽，这样从开关管经高频变压器耦合到次级绕组的脉冲调制电压的脉冲宽度也将变窄或变宽，经整流滤波后的直流电压必然下降或升高，从而使输出电压保持稳定。3过流保护原理当输出电压某一组负载过大或短路时，开关变压器绕组电流也增大，从而使推动变压器上感应的电流也增大，经耦合，推动变压器初级电流也相应增加，此电压经整流、取样，使TL494脚和LM339脚的电压升高，导致TL494输出的调制脉冲宽度为0，从而达到过流保护的目的。4过压保护原理当输出电压超过规定值时，稳压管将被击穿而导通，LM339脚电压将会升高，LM339脚输出电压也会升高，从而使TL494脚电压也会升高，结果使TL494脚脚输出的调制脉冲宽度为0，开关管处于截止状态，从而达到过压保护的目的。第二章 基本单元电路原理分析一、 输入滤波电路作用：防止输入电源窜入噪声，抑制开关电源产生的噪声反馈到输入电源。FL1和CX1组成差模抗干扰电路（正态）；FL1或CY1、CY2组成共模抗干扰电路（共态）；经LC振荡产生一高频振荡频率吸收电路，当外界高频干扰信号来时，经吸收电路短路到地，输出正常的50HZ低频信号，此电路又称低通滤波器。二、浪涌电流抑制电路作用：抑制开机瞬间的浪涌电流。主要元件 THR：热敏电阻（负温度系数，冷态时电阻为5欧左右，通电发热后为零点几欧）三、高压整流滤波电路工作原理：（1）当220V交流正半周来时，交流电压经BD1整流，C30、C31充电，至BD2至交流电另一端，完成一次整流滤波过程；当220V交流负半周来时，交流电压经BD3整流，C31、C30充电，至BD4至交流电另一端，又完成一次整流滤波过程。（2）当切换开关闭合，适用于115V交流电压工作。当115V交流正半周来时，交流电压经切换开关，C31、BD2至另一端，C31上充有150V直流电压，当115V交流负半周来时，交流电压经切换开关，C30、BD4至另一端，C30上充有150V直流电压，C30，C31合起来共有+300V直流电压。（3）R81，R82是电压均衡电阻，当C30，C31容量不相同时，保持C30、C31上分别有150V直流电压。四、辅助电源电路1工作原理：该电源为并联自激式开关电源。+300V直流电压经启动电阻R71、R76、R70给Q6基极提供一个很小的启动电流，使Q6微导通，T3变压器N1绕组就有电流通过，产生感应电压，并通过T3耦合，在反馈绕组N2上就有反馈电压，经C23、R70加至Q6的基极，使其集电极电流进一步增加，这样，T3变压器N1和N2感应的电压就更大，形成正反馈，使Q6迅速进入饱和状态。当Q6的集电极电流达到最大时，其电流变化率减小，则N1上感应电压降低，使得Q6集电极电流有减小的趋势，造成N1和N2的感应电压反极性，Q6基极-发射极形成反压偏压。由于正反馈的作用，Q6很快截止，集电极电流降到0，N1、N2感应电压也降为0，这就形成了一个振荡周期，于是Q6又通过启动电阻获得基极电流，开始导通，开始了下一个振荡周期，这样周而复始，不断重复，形成了自激振荡，由于Q6工作于开关状态，就把整流后所得的+300V直流电压分割成一个个一定周期的矩形脉冲，经开关变压器变压，再经整流滤波输出需要的直流电压。2稳压原理为了控制脉冲的宽度，达到稳压的目的，电路采用了闭反馈进行控制。当输出电压由于某种原因发生变化时，经取样电阻R61、R64分压得到电压的变化量，加到TL431的控制端，当控制端电压发生变化时，TL431输出端电流也随着变化，造成PC817中的发光二极管亮度发生变化，光电三极管的导通状态也发生变化，这样受光电三极管控制的C945和2N60的导通状态也随着变化（由于C945是串接到2N60基极与发射极之间，所以当C945的导通状态发生变化时，也改变了2N60的导通时间），从而改变了脉冲的宽度，使输出电压发生了变化，电路在闭环负反馈的控制下达到了稳压输出的目的。3限流保护电路为了防止电源因过流、过压等原因遭到破坏，以及由于电源本身的故障造成过压而损坏负载等，电路设置了电阻R78、C945等组成的限流保护电路。4缓冲电路R77、C25、D22组成的缓冲电路，都对电源实行有效保护。五、变换电路由滤波电容C30、C31，功率开关管Q7、Q8，高频变压器T1组成，这种电路完成功率传递和输出电压稳定的双重作用。1工作原理当Q7、Q8的基极没有脉宽调制方波输入时，Q7、Q8处于截止状态，此时+300V的直流电压将平均分配给C30、C31上，即为150V，当Q7基极有控制脉冲输入时，Q7导通，这样输入电压+300V将通过Q7集电极-发射极向T2变压器N3绕组-T1初级绕组-C28-C31到地，工作中，C31充电，因C31上电压不能突变，则T1绕组上感应的电压为150V。当Q8基极有控制脉冲输入时，这样+300V电压经C30、C28、T1、T2N3绕组Q8至地，工作中，C30充电，因C30上电压不能突变，则T1绕组上感应的电压为150V。这样Q7、Q8受控制脉冲方波轮流交替导通、截止，就会在T1初级绕组上感应出大小相等，极性相反的方波脉冲，其电压为150V，T1次级就感应出相应的电压，经二极管整流就变为直流电压。六、输出整流滤波电路工作原理：当脉冲来时，经肖特基BD6整流，10P、C6滤波，则输出端就会得到一平滑的直流电压。七、控制电路1稳压电路及驱动电路当输出电压因某种原因升高或降低时，经取样电路R13、R36、R16、R51、输入到TL494脚的也跟着升高或降低，则内部的误差放大器输出端的电平就会升高或降低，从而导致TL494内部末级输出晶体管的输出调制脉冲宽度变窄或变宽，脚脚输出的调制脉冲宽度也变窄或变宽，经驱动放大管，驱动变压器，控制Q3、Q4基极脉冲宽度也相应变窄或变宽，经高频变压器耦合到次级绕组的脉宽调制电压的脉冲宽度也将变窄或变宽，经整流滤波后的直流电压也必然下降或升高。2.过压保护电路正常工作时，LM339脚一定，脚为低电平，脚也输出低电平，TL494脚也为低电平，D10不导通，当某组电压升高超出范围后，稳压管击穿而导通，LM339脚电压升高为高电平，由于脚电压一定，经内部比较器比较，脚也输出高电平，从而使TL494脚也为高电平，则TL494脚脚无驱动脉冲输出。3.过流保护电路及OPP电路正常工作时，L