开关电源结构及基本原理课程课件

开关电源的结构和基本原理开关电源工作原理通过高频开关技术将输入的较高的交流电压(AC)转换为PC电脑工作所需要的较低的直流电压(DC)开关电源的中心思想：用提高工作频率等手段来提高电源的功率密度，进而达到减少变压器的体积和重量的目的。采用开关变换的显著优点是大大提高了电能的转换效率，典型的PC电源效率为70%-75%，而相应的线性稳压电源的效率仅有50%左右。输出电压的稳定则是依赖对脉冲宽度的改变来实现，这就叫做脉宽调制PWM。开关电源工作流程当市电进入电源后，先经过扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号，然后经过整流和滤波得到高压直流电。接着通过开关电路把直流电转为高频脉动直流电，再送高频开关变压器降压。然后滤除高频交流部分，这样最后输出供电脑使用相对纯净的低压直流电。框图一个典型的半桥式开关电源的结构流程图EMI器件功率输出PWM主变压器整流滤波驱动变压器开关管AC输入SB器件辅助变压器SB输出取样供电控制VCC常用元器件性能及主要参数介绍电阻电容电感二极管三极管变压器比较器PWM控制器电路图一个典型的电路图开关铜电源该原理振示意轨图1经过粉了EM毁I滤波缺电路汗以及PF散C电路返的交博流电啦波形2整流耍滤波众电路已后的颠波形骨输出3从高妹压滤掌波电挺容出仿来的侧电压完波形4经过泽开关贿管后摩的波黑形5经过酷变压详后的砍波形6低压守整流晚后的婚波形7终于潮得到追了最芳终需恰要的嫁电压抗干眨扰电聪路（EM稍I）由一炎个线舰圈和妨两个丝式电容叛组成畏，通舅常有主两级EM论I。功能益：滤磨除由构电网威进来浙的各齿种干顾扰信针号，胀防止膨电源头开关侍电路扩形成怪的高圆频扰淡窜电察网。抗干汗扰电脂路（EM丽I）整流黑滤波最电路开关惠电路PF称C电路保护紫电路电路肢结构PF煎C电路PF卸C（Po叙we副r称Fa铲ct毙or循C凑or走re污ct耀io长n）即“定功率骗因数拦校正枝”，橡主要锄用来伏表征抱电子财产品馋对电椒能的秒利用耻效率献。功浸率因势数越蠢高，粱说明极电能声的利崖用效柄率越竹高。台通过CC初C认证洞的电栏脑电池源，菌都必值须增死加PF腥C电路肥。PC电源知采用匪传统盯的桥具式整绿流、扔电容薄滤波链电路爽会使AC输入困电流化产生暖严重泳的波粗形畸贯变，注向电奥网注零入大糟量的建高次哲谐波武，因竭此网诞侧的辞功率倒因数暮不高杨，仅溉有0.往6左右击，并讲对电粘网和尼其它图电气晕设备垦造成召严重矮谐波磁污染跃与干堤扰。PF夕C有两王种，带一种评是无裂源PF耐C（也称正被动侵式PF派C），一种唐是有吸源PF妥C（也称优主动膜式PF觉C）。无源PF啊C无源PF欲C一般学采用购电感毅补偿请方法吸，通振过使悉交流讯输入吵的基时波电仁流与旗电压巨之间扇相位装差减察小来轨提高泽功率战因数秩，但水无源PF除C的功玻率因舱数不怖是很谊高，场只能蔑达到0.桃7~骡0.寨8。位置谢在第艰二层屋滤波法之后绝，全巾桥整浑流电保路之悼前。有源PF弃C输入收电压地可以须从90V到27足0V；高于0.遭99的线果路功笔率因姻数，跪并具勺有低田损耗嫂和高技可靠另等优盟点；有源PF纷C电路窗可用置作辅芬助电梨源，漠而不占再需忆要辅土助电少源变租压器志；输出暑不随川输入性电压垄波动搬变化榴，因蝴此可陕获得欣高度搭稳定章的输芳出电涝压；有源PF嗽C输出DC电压党纹波荣很小晶，且禁呈10爱0Hz仗/1挠20伞Hz（工频2倍）个的正材弦波食，因萌此采俱用有么源PF粮C的电膛源不退需要筋采用康很大牢容量俯的滤胡波电典容。EM融I电路整流书滤波酱电路高压与整流陕滤波予电路岭由一仅个全姻桥（秘由四乡丰个二瓦极管帝组成常）和蛛两个戒高压累电解钟电容夕组成羊。把22腔0V交流宰市电芦转换膀成30何0V直流龟电。低压拾整流翅滤波棍电路饿由二吸极管士和电绢解电从容组刊成(1家2V使用诊快恢局复管歌，5V和3.丈3V使用圆肖特投基管)，如臣图。关键连元件旁：辅泰助电供源开浸关管惩、辅槐助电晋源变幕压器凶、三端良稳压饶器30根0V直流敬电通吉过辅李助电嘱源开蔑关管败成为纱脉冲戏电流菌，通玩过辅拉助电魂源变芽压器据输出抹二组覆交流术电压筑，一路基经整抛流、三端贿稳压根器稳重压，叼输出+5VS访B，加到寸主板找上作霸为待睡机电蚁压；另瓶一路傲经整嫂流滤尸波，摩输出鸣辅助+1盛2V电源库，供介给PW智M等芯译片工学作。辅助休电源血电路开关俩电路——核心宣部分关键倦元件债：PS衡-O员N、精密敲稳压稍电路、PW以M控制地芯片、推动效管（酸由两甘个三纷极管屈组成愚）、砌驱动冲变压堆器、赚主开俭关变志压器原理惭：由尼推动葵管和PW宫M（Pu恨ls番e理Wi株dt族h植Mo克du锈la院ti朋on）控制堤芯片昏构成副振荡佣电路县，产爷生高勤频脉怖冲待机明时，吉主板奇启闭碗控制赢电路染的电循子开杏关断脱开，PW私M控制决芯片秒封锁妻调制滤脉宽签输出丹，使T2推动弄变压朴器，T1主电践源开莫关变蝇压器旁停振猾，停睛止提撇供输阵出电捆压。受控恢启动粪后，结主板食启闭启电子市开关愿接地枕。PW醋M控制获芯片化输出摊脉宽后调制放信号维并控凭制Q3、Q4的c极所鄙接T2推动耳变压燥器初呀级绕巴组的雄激励雁振荡新，T2次级柜它激赏振荡膨产生堪的感伴应电劫势作也用于T1主电善源开假关变翻压器惊的一阻次绕毕组，赏二次鸭绕组躁的感餐应电衔势经躁整流剩形成再＋3各3V，±5刘V，±1眼2V的输士出电附压。电压字比较跑器PW症M控制姐芯片PW澡-O棍K电路重要鬼元件油：电树压比围较器软。待机话时PW衫-O努K向主探机输馅出零竟电平挂的电价源自芹检信数号，厅主机跨停止书工作旧处于尸待命尾状态睛。受控辛启动孩后，PW刑-O经K在开挪关电怎源输抓出电赚压稳兽定后恰再延狗迟几异百毫栗秒由0电平妻起跳续到＋5V，向主层机输应出高租电平侮的信法号。矿该信丽号相拾当于AT电源尤的PG信号妇。主双机检吉测到PW野-O村K电源岗完好晋的信青号后赌启动袭系统磁。在主使机运基行过左程中炭若遇手市电百掉电毁或关敢机时悉，PW捧-O敌K输出沙信号漂比AT薯X开关电忽源＋5V输出健电压棕提前蠢几百烦毫秒厌消失摩，通趋知主稀机触饲发系亮统在戴电源活断电足前自朱动关汇闭，桐防止窑突然肆掉电甚时硬晋盘磁秤头来救不及葵移至析着陆仗区而宰划伤连硬盘绕。

保护耻电路——七重凶保护1、输以入端丈过压伟保护蛙：耐金压值廉为27斗0V的压菜敏电版阻2、输舱入端但过流朝保护福：保绒险丝3、输丧出端粥过流摇保护穴：通价过导药线反疑馈，克驱动未变压促器就棋会相突应动增作，棕关断筐电源主的输它出。4、输袜出端串过压植保护串：当歪比较寻器检窗测到千的输蒸出电碌压与谨基准池电压策偏差闸较大非时，唯稳压投管就兰会对秒电压虹进行靠调整揪。5、输箩出端励过载贩保护他：过去载保或护的捷机理炉与过秀流保煤护一缓样，旧也是菜由控逮制电痛路和迎驱动达变压性器进贺行的浴。6、输观出端坏短路岸保护规：输社出端杠短路民时，蓝比较顿器会逗侦测祥到电躁流的廉变化村，并咽通过扩驱动遗变压物器、PW绸M关断夕开关谱管的