开关电源的结构与基本原理

1、开关电源的结构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

2、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。l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VCCl电阻l电容l电感l二极管l三极管l变压器l比较器lPWM控制器l一个典型的电路图 开关电源原理示意图12345678ABCD87654321DCBACHIYUAN INDUSTRIAL CO,LTDREV: 1XM-300HD2SCALEUNIT: mmSHEET: OFTextTextPREPAREDCHECKEDAPPROVEDFILE NO.朱国昭李

3、青云叶贵荣F16.3A,250VacR11M 1206C1102 250VacC2472 250Vac1234BR1KBU806C17100u,35VR43B?R43A?R432 1206R442 1206D12FR107D11FR107D14FR107D13FR107C1822u,50VC3A102 250VacC40.1u,250vACC1922u,50VC7820u,200VC8820u,200VMYV107271MYV207271R4,R5430K,1206R6,R7430K,1206R3710K 1206R42100 1206C15223,50VR8-21680,1206C10332

4、 1KVL1BL1BD9FR104D10FR104L136*8C1110uF/50VQ1KSE13009D1FR105D2FR105Q2KSE13009C1210uF/50VD31N4148 SMDD41N4148 SMDR22,232, 1206R282K7 0805D51N4148 SMDD61N4148 SMDR290.5R 1/2WR342K7 0805R24-270.5R1/2WR30-332 ,1206PSON1VCC20V332RI19V53SS18OPP4IN17UVAC5COMP16NVP6GND15V127FB114OP28VREF113OP19VREF212PG10FB2

5、11U3SG6105BD351N4148 SMDD341N4148 SMDD28FR104 D27FR104Q41616AQ31616AC3910uF,50VD30FR104R1151K 1206R1122.7K 1206R1132.7K 1206D29FR104 D311N4148 R1141.5K 1206C36104,50VR10939K 0603R11068K 0603D7HER107R38100K,2WC13222 1KV18273645U1FSD5L0165R3510K 1206R391 1206D8FR104R15839K 0805R3610K 1206Z115V 1WC16?C

6、1447u,50VR97100 1/4WR13530K 0805C444.7u,50VR1002K 0805R123?R124750 0805C5747u,16VR992K 0805R55-5820 1206C23472,50VD15FR104D24FR104L3-1L3-2D16IN5819BR2,320CT100 20A/100VL3-3D17FR104D18FR104C20103,500VT1TRANS5_1L5M1205D19FR104Q5A928LBR4S40D40CBR5,62045D22FR104R167100 1/8WR164 R16582 1206C283300u/6.3VL

7、4L3-4R1362.4K 1206L66*8L85*20R82-85300 1206R77-8012 1206-12VC30220u,16VR137100K 0805L95*20+12V2R53,542K 1206+12V1C212200u,16VC222200u,16VL76*8R67, 6810 1206C27472 50V R13875K 0805-5VC31220u,16VD231N4148 SMDL104*20C242200u,10V+5VR59-66220 1206R11630K 0603R12710K 0805R119560K 0603C43472,50V312VR1RES2_

8、1R10210 1206R1011K 0805C47471 50VR12630K 0805R1183.3K 0805R117?PGR1255.6K 0603R14130K 0805C41103,50VL114*20+3.3VC293300u,6.3VC47CAPC45473,08053.3VST3EE19LC3247u,35VD32FR104R90?D251N5822C33102 50V 0805T2EE19LR91 100,1/2WC341000u,10VL125*20+5VSBC351000u,10VR13311K 0805R122240 0805Q93906 SMDQ83906 SMDR

9、1031K,0805R1701K 0805C3710u,50VZ45.6VC38104,0805C48223 0805R140100K 08051out1out3142out2out413Vcc3GND122in-44in+112in+54in-101in-63in+91in+73in-8LM 339R1631K 0805C55104,0805R1591K 0805C522.2u,50VD361N4148R1601K 0805C53104 1206C512.2u,50VR14810K 0805C5447u,35VR162? 060312V1R1343.9K 0603R14610K 0805C5

10、62.2u,50VR1611K 0603R14310K 0805R14410K 0805R156330 0805R153390 0805R157?C502.2u,50VR1551K 0603R1501K 0805R1521K 0603R1511K 0805R147470 0805R15427K 0805U4Q7PM MT2907R21M 1206R31M 1206L1AL1CLNU2LTV817CR16610 1/8WR69-76100 1206R12110 0805R4920 1WR13010K 0805C42104,50VR12924K 0805R13110K 0805C49104,50V

11、R131120K 0805-12V-5V5V3.3VPSUVUV5VI3VIQ10A73312V112V212VID33FR104C252200u,10V12VI5VI3.3VIR45-4882 1206R811.2K 1206R93 1K 1206R96?R95?R13947 0603R10447 0805R10547K 0805R106100K 0603R107?R10847K 0603R1451K 0805R173470 0805R1722.2K 0805R1712.4K 0805Q6C3203TH2TTC103Z57.5V 1W+-+12V2FANC93.3u 100VC40?R134

12、75 1/4WC3A0.47UF/250VC3C102M/250VC3B102M/250VC6472M/250134-56129-107-811L1AL1A抗干扰电路（EMI）由一个线圈和两个电容组成，通常有两级EMI。功能：滤除由电网进来的各种干扰信号，防止电源开关电路形成的高频扰窜电网。抗干扰电路（EMI）整流滤波电路开关电路PFC电路保护电路电路结构PFC电路PFC（Power Factor Correction）即“功率因数校正”，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。通过CCC认证的电脑电源，都必须增加PFC电路。 PC电源采用传统的桥式整流、电

13、容滤波电路会使AC输入电流产生严重的波形畸变，向电网注入大量的高次谐波，因此网侧的功率因数不高，仅有0.6左右，并对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰。PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC（也称主动式PFC）。无源PFC无源PFC一般采用电感补偿方法，通过使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.70.8。位置在第二层滤波之后，全桥整流电路之前。有源PFC输入电压可以从90V到270V；高于0.99的线路功率因数，并具有低损耗和高可靠等优点；有源PFC电路可用作辅助电源，而不再需要辅助电源变压器；输

14、出不随输入电压波动变化，因此可获得高度稳定的输出电压；有源PFC输出DC电压纹波很小，且呈100Hz/120Hz（工频2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。整流滤波电路高压整流滤波电路由一个全桥（由四个二极管组成）和两个高压电解电容组成。把220V交流市电转换成300V直流电。低压整流滤波电路由二极管和电解电容组成(12V使用快恢复管，5V和3.3V使用肖特基管 )，如图。关键元件：辅助电源开关管、辅助电源变压器、三端稳压器 300V直流电通过辅助电源开关管成为脉冲电流，通过辅助电源变压器输出二组交流电压，一路经整流 、三端稳压器稳压，输出+5VSB，加到主板上

15、作为待机电压；另一路经整流滤波，输出辅助+12V电源，供给PWM等芯片工作。 辅助电源电路开关电路核心部分关键元件：PS-ON、精密稳压电路 、 PWM 控制芯片、推动管（由两个三极管组成）、驱动变压器、主开关变压器原理：由推动管和PWM （Pulse Width Modulation）控制芯片构成振荡电路，产生高频脉冲待机时，主板启闭控制电路的电子开关断开， PWM 控制芯片封锁调制脉宽输出，使T2推动变压器，T1主电源开关变压器停振，停止提供输出电压。受控启动后，主板启闭电子开关接地。 PWM 控制芯片输出脉宽调制信号并控制Q3、Q4的c极所接T2推动变压器初级绕组的激励振荡，T2次级它激

16、振荡产生的感应电势作用于T1主电源开关变压器的一次绕组，二次绕组的感应电势经整流形成33V，5V，12V的输出电压。电压比较器PWM 控制芯片PW-OK电路重要元件：电压比较器。待机时PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号，主机停止工作处于待命状态。受控启动后，PW-OK在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由0电平起跳到5V，向主机输出高电平的信号。该信号相当于AT电源的PG信号。主机检测到PW-OK电源完好的信号后启动系统。在主机运行过程中若遇市电掉电或关机时，PW-OK输出信号比ATX开 关电源5V输出电压提前几百毫秒消失，通知主机触发系统在电源断电前自动关闭，防止突然掉电时硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。 保护电路七重保护1、输入端过压保护：耐压值为270V的压敏电阻2、输入端过流保护：保险丝3、输出端过流保护：通过导线反馈，驱