开关稳压电源控制电路
常见几种开关电源工作原理及电路图
常见几种开关电源工作原理及电路图
图二开关电源基本电路框图
开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２．单端反激式开关电源
单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。
单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。
３．单端正激式开关电源
单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也
导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。
开关电源工作原理及电路图
开关电源工作原理及电路图
本文开关电源工作原理是电子开关电源工程师全力整理的原理分析，以丰富的开关电源案例分析，介绍单端正激式开关电源，自激式开关电源，推挽式开关电源、降压式开关电源、升压式开关电源和反转式开关电源。
随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40% －50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85% 以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。
一、开关式稳压电源的基本工作原理
开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算，
即Uo=Um×T1/T
式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理是通过采用开关器件（如MOSFET 等）和一系列电子元器件来控制输入电压的开关状态，从而实现对输出电压的稳定调节。
工作原理如下：
1. 输入电压经过整流（如桥式整流电路）并通过滤波电容进行滤波处理，以去除电源中的交流成分和波动。
2. 基于控制电路内部的反馈机制，比较输入电压与期望输出电压之间的差异，以确定开关器件的开关状态。
3. 当输入电压过低时，控制电路将开关器件导通，让电流通过电感储能，进而提高输出电压。
4. 当输入电压过高时，控制电路将开关器件断开，使电感储能的电流通过输出电容器供电，从而降低输出电压。
5. 控制电路根据反馈信息连续地监测和调整开关器件的开关状态，以使输出电压始终维持在设定的稳定值。
6. 为了提供更加稳定的输出电压，开关稳压电源通常还包括过电压保护、过载保护、短路保护等功能。
通过不断地开关和调整开关器件的状态，开关稳压电源可以实
现对输入电压的有效调节，从而保证输出电压的稳定性和可靠性。
12V开关电源电路原理图
+12V、0.5A单片开关稳压电源电路
+12V、0.5A单片开关稳压电源的电路如图所示。其输出功率为6W。当输入交流电压在110～260V范围内变化时，电压调整率Sv≤1％。当负载电流大幅度变化时，负载调整率SI=5％～7％。为简化电路，这里采用了基本反馈方式。
接 通电源后，220V交流电首先经过桥式整流和C1滤波，得到约+300V的直流高压，再通过高频变压器的初级线圈N1，给WSl57提供所需的工作电压。从次级线圈N2上输出的脉宽调制功率信号，经VD7、C4、L和C5进行高频整流滤波，获得+12V、0.5A 的稳压输出。反馈线圈N3上的电压则通过 VD6、R2、C3整流滤波后，将控制电流加至控制端C上。由VD5、R1，和C2构成的吸收回路，能有效抑制漏极上的反向峰值电压。该电路的稳压原理分 析如下：当由于某种原因致使Uo↓时，反馈线圈电压及控制端电流也随之降低，而芯片内部产生的误差电压Ur↑时，PWM比较器输出的脉冲占空比D↑，经过 MOSFET和降压式输出电路使得Uo↑，最终能维持输出电压不变。反之亦然。
为了抑制初、次级之间的共模干扰，在N2、N3的同相端还并联一只1500pF
／2kV的高压陶瓷电压C6。VD5可以选用 UF4005(1A／600V)型超快恢复二极管。VD6
选1N4148型硅高速开关二极管。VD7须采用3A／40V以上的肖特基二极管，可选B82— 004型(15A／40V)。C2宜选2200pF／1kV的高压陶瓷电容。R1为C2的泄放电阻，可防止断电后在C2上积累的电荷形成高压。为降低空载电压，在输出端并联一只 560Ω的最小负载电阻。高频变压器可选国产E-20型铁氧体磁心。其截面积Sj=0．25cm2。绕制方法应为先绕N1，再绕N2，最后绕N3，并需注意线圈的极性。各绕组所用漆包线的线径与匝数已标明在图中。
常见几种开关电源理论教程及电路图(杂项)
一、开关式稳压电源的基本工作原理
开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算，
即×
式中为矩形脉冲最大电压值。为矩形脉冲周期。为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当与不变时，直流平均电压将与脉冲宽度成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路
、基本电路
图二开关电源基本电路框图
开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２．单端反激式开关电源
单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
开关电源降压电路原理
开关电源降压电路原理
开关电源降压电路的工作原理如下：
一、输入电压经整流滤波电路得到直流电压，接着经变压器降压得到较低的交流电压。
二、交流电压通过 MOS 动态开关管，经由电感和电容滤波后
得到高频脉冲信号。
三、高频脉冲信号经调制后再经过输出变压器进行变压和整流。
四、经过滤波电路后得到稳定的直流电压，然后经过稳压电路进行稳压控制。
整个过程中，通过调整 MOS 动态开关管的导通时间和断开时间，可以通过调整脉冲信号的占空比来实现输出电压的调节。通过此种方式，电源可以自动调整工作状态，从而稳定输出所需要的电压。同时，开关电源降压电路具有高效率、体积小和重量轻的特点，广泛应用于各种电子设备中。
开关式稳压电路
第六章
二、理想运放的非线性工作区
在电压比较器中，集成运放不是工作在开环 状态，就是工作在正反馈。
集成运放的电压传输特性
uO +UOM
O
uPuN
UOM
第六章
6.2.2 单门限比较器
一、过零比较器
由于理想运放的开环差模 增益为无穷大，所以
当 uI < 0 时，uO= + UOM； 当 uI > 0 时，uO = - UOM ； UOM 为集成运放的最大输出电压。
1
j L
R
RC (1
1 2 LC
)
在谐振频率附近，
1L
Z0
Y0
RC
Z
wenku.baidu.com
Z0
1
jQ(1
02 2
)
可见，Q 值不同，回路的阻抗不同。
第六章
不同 Q 值时，LC 并联 电路的幅频特性：
相频特性：
Z Z01
Q1 > Q2
Q
Z02
1
Q
2
结论：
1. 当 f = f0 时，电路为纯电阻 性，等效阻抗最大； LC 并联电路 具有选频特性。
按稳压控制方式
脉冲宽度调制方式（PWM）：电源输出正比于开关管导通时间Ton， 反比于开关脉冲周期T，稳压过程是：通过取样比较，将误差值放大后 制Ton或者T，即改变占空比，控制输出Uon，达到稳压目的；脉冲频率 调制方式（PFM)：通过反馈控制开关脉冲频率，将输出电压变化取样比 较，将误差值放大后控制开关脉冲周期，是输出电压稳定；PWM和 PFM混合式。
开关电源电路详解图
开关电源电路详解图
一、开关电源的电路组成
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(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、输出过欠压保护电路、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 输入整流滤波电路原理：
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.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滤波后得到较为纯净的直流电压。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为差模电感。
开关电源原理及各功能电路详解
开关电源原理及各功能电路详解
一、开关电源的电路组成
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器〔EMI〕、整流滤波电路、功率变换电路、PWM掌握器电路、输出整流滤波电路组成。关心电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、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：
开关电源电路方框图
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：
输入滤波、整流回路原理图
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 组成的电路进展保护。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，假设电流过大， 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展抑制，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，
肯定时间后温度上升后 RT1 阻值减小〔RT1 是负温系数元件〕，这时它消耗的能
量格外小，后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路：沟通电压经 BRG1 整流后，经 C5 滤波后得到较为纯洁的
直流电压。假设 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：
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展抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高
开关电源稳压电路原理
开关电源稳压电路原理
开关电源稳压电路原理是指利用开关器件（如MOSFET、BJT等）和电感、电容等元件来实现对电源输出电压的稳定控制的一种电路设计方案。
开关电源的基本结构包括输入端、开关器件、控制电路、变压器、滤波电路和输出端。其中，输入端是电源的输入端，通过电源线连接到电源插座，将电源的交流电转换成直流电。开关器件是实现开关电源稳压的关键元件，通过开关控制器对开关器件进行控制，可以实现开关器件的开关和关断。控制电路是开关电源的控制核心，其任务是控制开关器件的导通和关断的时机，以实现对输出电压的稳定调节。变压器是负责将输入端的电源电压按照需求转换成相应的输出电压，变压器的特性参数选择会对开关电源的效率和稳定性产生重要影响。滤波电路的作用是对从变压器输出的脉冲波形进行平滑处理，提供稳定的直流电源输出。输出端则是将输出电压提供给负载使用，可以是电子设备、电路板等。
开关电源稳压电路的工作原理是通过控制器对开关器件进行控制来实现对输出电压的稳定调节。在一个工作周期内，开关器件被控制器按照一定的时序进行频繁的开关和关断操作。当开关器件导通时，电源电压就被输出给负载，此时输出电压上升。当开关器件关断时，输出电容开始放电，输出电压下降。通过调整开关器件的导通和关断时间比例，可以控制输出电压的平均值，从而达到稳定调节的目的。
开关电源稳压电路的设计考虑到了多个因素，如输出电压范围、输出电流容量、
效率、线性度、纹波等。其中，控制器是整个稳压电路的核心部分，其主要功能是监测输出电压，当输出电压超出设定值时，通过改变开关器件的导通和关断时间比例，以调整输出电压的大小，并保持在设定范围内。控制器通常采用反馈控制的方式，即通过反馈电路将输出电压的实际值与设定值进行比较，从而控制开关器件的导通和关断。为了提高稳定性，通常还会加入电流保护、过压保护、过载保护等保护电路，以保护电源和负载的安全。
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源是一种通过开关电路控制输入电源的开关状态，从而实现稳定输出电压的电源。其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 输入滤波电路：开关稳压电源的输入端通常会加入滤波电路，用于滤除输入电源中的杂散信号和电磁干扰。
2. 整流电路：输入电源经过滤波电路后，会进入整流电路。整流电路通过二极管或桥式整流电路将交流电转换为直流电。
3. 开关变换器：开关稳压电源的核心部件是开关变换器。开关变换器由开关管、变压器和输出滤波电路组成。其中，开关管根据控制信号的要求对输入电源进行开关动作，变压器用于改变电压平均值和叠加高频信号，输出滤波电路则用于滤除高频噪声。
4. 反馈控制电路：开关稳压电源通常会添加反馈控制电路，用于监测输出电压并与设定值进行比较，从而调整开关管的开关频率和占空比，以实现稳压功能。当输出电压低于设定值时，反馈控制电路使开关频率增加，提高占空比，增加输出功率；当输出电压高于设定值时，反馈控制电路降低开关频率，减小占空比，降低输出功率。
5. 输出稳压电路：最后，开关稳压电源的输出端加入稳压电路，用于提供稳定
的输出电压。
总的来说，开关稳压电源通过对输入电源进行开关控制，并通过反馈控制电路来调整开关频率和占空比，使输出电压保持在设定值附近。其通过高效能的开关变换器实现高转换效率，并且具有稳定输出、快速响应和较低的功率损耗等优点。
简易开关稳压电源电路图
简易开关稳压电源电路图
简易开关稳压电源电路图用精密电压基准IC TL431设计的稳压电源，电路如图所示。
简易开关稳压电源电路
电路工作原理：220V电压经变压器T降压、VD1～VD4整流、C1滤波后，作为输入。此外VD5、VD6、C2、C3组成倍压电路（使得Vd＝60V）；RP、R3组成分压电路；TL431、R1组成采样放大电路；9013、R2组成限流保护电路，场效应管K790作调整管（可直接并联使用）；C5是输出滤波电容等。稳压过程是：当输出电压降低时，f点电位降低，经TL431内部放大使e点电压增高，经K790调整后，b点电位升高；反之，当输出电压增高时，f点电位升高，e点电位降低，经K790调整后，b点电位降低，从而使输山电压稳定。当输出电流大于6A时，晶体管9013处于截止，使输出电流被限制在6A以内，从而达到限流的目的。
元器件选择：该电路除电阻RI选用2W、R2选用5W外，其他元件无特殊要求，按图所示选用即可。
可调稳压电源电路图大全(八款可调稳压电源电路设计原理图详解)
可调稳压电源电路图设计（一）
简易可调稳压电源采用三端可调稳压集成电路LM317，使电压可调范围在1.5～25V，最大负载电流1.5A。其电路如图所示。
电路工作原理：220V交流电经变压器T降压后，得到24V交流电；再经VD1～VD4组成的全桥整流、C1滤波，得到33V左右的直流电压。该电压经集成电路LM317后获得稳压输出。调节电位器RP，即可连续调节输出电压。图中C2用以消除寄生振荡，C3的作用是抑制波纹，C4用以改善稳压电源的暂态响应。VD5、VD6在当输出端电容漏电或调整端短路时起保护作用。LED为稳压电源的工作指示灯，电阻R1是限流电阻。输出端安装微型电压表PV，可以直观地指示输出电压值。
元器件的选择与制作：元器件无特殊要求，按图所示选用即可。
制作要点：①C2应尽量靠近LM317的输出端，以免自激，造成输出电压不稳定；②R2应靠近LM317的输出端和调整端，以避免大电流输出状态下，输出端至R2间的引线电压降造成基准电压变化；③稳压块LM317的调整端切勿悬空，接调整电位器RP时尤其要注意，以免滑动臂接触不良造成LM317调整
端悬空；④不要任意加大C4的容量；⑤集成块LM317应加散热片，以确保其长时间稳定工作。
可调稳压电源电路图设计（二）
大电流可调稳压电源电路此稳压电源可调范围在3.5V～25V之间任意调节，输出电流大，并采用可调稳压管式电路，从而得到满意平稳的输出电压。
工作原理：经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极，使调整管导通，在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通，接着V3也导通，这时V1、V2、V3的发射极和集电极电压不再变化（其作用完全与稳压管一样）。调节RP，可得到平稳的输出电压，R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。
开关电源电路分析
彩电实用开关电源电路分析
在本文中分析常见的TA 四片机芯（即东芝Ⅱ型机芯）的开关电源电路。该电路结构非常典型，应用广泛。例如，早期的北京牌14英寸、18英寸彩电就采用这种类型的电路。目前，长虹生产的新型彩电2191（21英寸）、2591（25英寸）也采用这种这种电路。
一、 电路基本结构
图1 东芝四片机开关电路的原理方框图
图1所示是该开关电源的原理方框图。这是一个并联型自激振荡式开关电源。220V 交流电经D801～D804四个整流二极管组成的桥式整流器整流后，负极端通过一个限流电阻R801接地。正极通过C802、C807滤波后（这是一个由电容组成П型滤波电路）。输出300V 左右的直流电压（该电压为波动的直流电压）。Q801是开关管（NPN 型三极管）。Np 是开关变压器的初级绕组。一端与输入回路，另一端与Q801的集电极相连。Ns 是开关变压器的次级绕组（这是一个有三个抽头的次级绕组，其中第③脚接地），D815、C818和D816、C820分别组成两个半波整流滤波电路。为负载（指电视机的其它电路）提供114V 和24V 两种稳定的直流电压。请注意变压器的同名端。
R803、R804和L801、R807、R809（R809未画出，是Q801基极与地之间的分压电阻）组成启动电路，在电源开启时给开关管提供启动电流。开关变压器的正反馈绕组Nd （实际上这也是一个次级绕组）和D807～D809、R808、C811组成一个激励电路。Nd 绕组的同名端与激励电路相连，为开关管提供正反馈。另一端通过R805（这也是一个限流电阻）接地。
几种常见的开关电源工作原理及电路图
一、开关式稳压电源的基本工作原理
开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算，
即Uo=Um×T1/T
式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路
1、基本电路
图二开关电源基本电路框图
开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２、单端反激式开关电源
单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
开关电源的基本控制原理
开关电源的基本控制原理
开关电源是一种将直流电转换为交流电的电源装置。其基本控制原理
是通过开关管（晶体管或功率MOS管等）的开关动作，控制输入电源电压
的连续开闭，以达到输出电压的变化。
1.输入电压整流与滤波：开关电源通常使用交流输入电源，首先需要
使用整流电路将交流电转换为直流电。整流电路可以采用二极管桥式整流
电路，将交流信号变为全波整流的直流电。然后采用滤波电路对整流电压
进行平滑，以消除残余的交流成分。
2.输入电压调整电路：开关电源还需要一种输入电压调节电路，用来
改变输入电压的大小，以实现对输出电压的调节。调节电路一般采用电位器、电阻、可调电压稳压器等元件组成，通过改变电路的电阻或给定的精
确电压来调整输入电压的大小。
3.输入电流控制：开关电源中的输入电流通常由输入电源提供。通过
对电源输入电流进行控制，可以实现对输出电流的控制。电流控制主要依
靠反馈电路实现，通过对反馈信号进行放大、调节，以达到期望的输出电流。
4.正弦波PWM控制：开关电源的核心控制方式是采用脉宽调制（PWM）技术，通过调节开关元件的导通时间和关断时间来控制输出电压。通常使
用比较器比较输入信号和三角波信号，产生PWM信号。PWM信号通过控制
开关管的导通和关断，实现对输出电压的调节。
5.输出电压滤波：开关电源输出的是脉冲信号，需要通过滤波电路将
其转变为平滑的直流电压。滤波电路一般采用电感、电容等元件组成的低
通滤波电路，将高频脉冲信号滤除，得到平稳的输出电压。
开关电源通过以上控制原理实现对输入电压、电流的调节和对输出电压的稳定控制。其核心是PWM技术的应用，通过高频开关控制实现对输出电压的精确调节。开关电源具有高效率、便携性和稳定性好的特点，广泛应用于计算机、通信设备、工业设备等领域。
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二、控制电路结构及原理
• 2、主从方式均流（主控制器稳压，其电压调节器
输出作为其他从控制器的电流参考信号，其他从电 源按照电流源运行，均流精度高，可达 0.5%。缺点 是主控制器一旦损坏，则系统瘫痪。）
输出过电压和欠电压通常由电源或负载的严重故障引
起，也应采用锁存器将故障信号锁存，一旦出现，应 立即停机报警，等待人工干预。
二、控制电路结构及原理
典型的过电压保护电路
R4 R1、R2构成的分压电路作为 R1 Ucc R3 Ui 输入电压Ui的检测电路，A A + Uo Ucc R2 点电压为UA=UiR2/(R1+R2)，R3、 C1 RP R4、 RP与比较器C1构成滞环 UH GND GND 比较电路。 调节RP可以改变过电压保 护的限值。 原理： UA*R4/(R3+R4)高于UH→比较器翻转→输出电压Uo变为电 源电压UCC。(虚断) 输入电压回落，UA+R3*(UCC-UH)/R4低于UH→比较器再次 翻转→输出电压Uo回到零。（虚短）
二、控制电路结构及原理
自动选主的主从均流法原理
• 各电源公用一个电压调节器，其输出作为电源的电流 给定，每个电源含有电流调节器，由于每个电源的电 流给定相同，因此各自输出电流是一样的。实际系统 中，每个电源都含有电压调节器，在运行时电压调节 器都处于工作状态，其输出通过均流母线仲裁处最大 值，对应最大值的是主机，其他电源为从机。
三、开关电源PWM控制原理
电压控制模式的结构图
u* +
—
VR
PWM
L C
RL
uf
电流控制模式的结构图
u* +
—
VR
i* +
—
IR
PWM
L
C RL
uf
ifk
三、开关电源PWM控制原理
常见的集成PWM控制器内部电路的典型结构
基准源
欠电压保护
封锁
振荡器
+
uc
PWM比较器
驱动A 分频器 驱动B
-EA +
二、控制电路结构及原理
典型的过电流锁存电路
电流互感器的一次侧串
uR1
is
R1 uH
+ -
C1
1:n 入主电路中，变压器一次 S 去封锁 电流 Q PWM输出 互感器 侧支路或开关支路，用 R 以检测电流。R1是电流 复位 互感器二次侧的电流采 样电阻，uR1= R1iS/n，n为电流互感器二次绕组与一次绕 组的匝数比。 原理: • 主电路电流增大→uR1= R1iS/n增大→uR1大于UH → C1→输出由低电平变为高电平→RS触发器翻转→Q变为 高电平→封锁PWM输出→主电路中开关全部关断→主电 路各支路电流为零→保护。
四、UC3842 控制器及应用
用UC3842为控制器构成的功率为27W反激型多路输出开关电源。
二、控制电路结构及原理
3、并联冗余运行
• N+M个电源并联工作，每个电源的功率为负载最大 功率1/N。运行时，每个电源平均承担负载功率。 • 特点：发生故障的电源数量小于等于M时，电源系 统仍能提供负载所需的全部功率。电源数量多，成 本更高。用于可靠性要求非常高的场合。
为了达到可靠性目的，应尽量使并联运行的每个
三、开关电源PWM控制原理
通常集成PWM控制器将误差电压放大器（EA）、振荡器
、PWM比较器、驱动、基准源、保护电路等常用开关电 源控制电路集成在同一芯片中，形成功能完整的集成电 路： • 基准源：提高稳定度的基准电压，作为电路中给定 的基准。 • 振荡器：产生固定频率的时钟信号，以控制开关频 率。 • 误差电压放大器：实际是一个运放，用来构成电压 或电流调节器。 • PWM比较器：将调节器输出信号uc转换成PWM脉冲的 占空比。
控制电路功能众多，相对复杂，设计内容复杂，
周期较长，甚至可能出现反复，有时一些参数的 确定需通过试验来得到。
二、控制电路结构及原理
控制电路的结构
uf if
反馈
调节器 u* i* 基准源
PWM
驱动
去主电路
封锁信号
保护
电压/电流/温度
并机均流
连接并机线
二、控制电路结构及原理
一、驱动电路
驱动电路是控制电路与主电路的接口，同开关电 源的可靠性、效率等性能密切相关。驱动电路需 有很高的快速性，能提供一定的驱动功率，并具 有较高的抗干扰和隔离噪声能力。
，立即封锁输出脉冲信号，给外部保护电路提供了 一个可控的封锁信号。
四、UC3842 控制器及应用
采用峰值电流模式控制，专门用于构成正激型、
反激型等开关电源的控制电路。
UC3842主要性能指标
• • • • • • • •
最大电源电压/V :36 驱动输出峰值电流/mA :1000 最高工作频率/kHz :500 基准源电压/V :5 基准源温度稳定性/(mV/℃):0.2 误差放大器开环增益/dB :90 误差放大器单位增益带宽/MHz :1 误差放大器输入失调电压/uA :0.1
注意：均流电路的设计，不仅要使各并联开关电
源模块在正常工作情况下能均流运行，且应考虑 当本模块发生故障时，不应显著影响其他模块的 工作。
二、控制电路结构及原理
四、保护电路
控制电路应包含保护电路，保护电路包含自身保护和负
载保护两方面的功能。一旦出现故障，立即使开关电路 停止工作，并以声或光的形式报警，以保证任何情况下 ，自身不损坏，且不损坏负载。
t D 300CT
1.75 fT RT CT
ft：时钟频率(kHz) RT：外接电阻(kΩ) CT：外接电容(uF) tD：死区时间(us)
• 驱动电路结构为推挽结构的跟随电路，输出峰值电 流可达500mA，可直接驱动主电路的开关器件。
四、UC3842 控制器及应用
• 欠电压保护电路对集成PWM控制器的电源实施监控。
电源的输出电流分配均衡。
二、控制电路结构及原理
电源并联后输出电流不相等的原因：
• 在输出电压相同条件下，电压调节器误差信号不同， 反映了电路参数的分散性。
为了补偿这种分散性，使各电源的输出电流相等
，且电压调节器误差信号都等于零。必须采取控 制措施—设置均流电路。
并联均流方式可以分为：
• 1、利用输出电压调整率均流（电源输出电压随输
常用的集成PWM控制器:SG3525、TL494和UC3825、
UC3842/3/4/5/6、UC3875/6/7/8/9等。
集成PWM控制器
• 电压模式控制器 • 电流模式控制器 • 峰值电流模式 • 平均电流模式 • 电荷模式
三、开关电源PWM控制原理
开关电源的控制方式
• 电压模式：电压反馈控制环 • 电流模式：电压反馈控制外环，电流控制内环 电流模式控制方式的基本思想 ： • 在输出电压闭环的控制系统中，增加了直接或间接 的电流反馈控制。 电流控制方式的优点： （1）系统的稳定性增强，稳定域扩大。 （2）系统动态特性改善。输出电压中由输入电压引 入的低频纹波被完全消除。 （3）具有快速限制电流的能力。电源中可不必再设 置输出短路保护电路。
• 初上电时，当电源电压低于启动电压（约16V）时 →封锁PWM信号输出→输出端(引脚6)为低电平。
• 当电源电压大于启动电压→经过软启动→ UC3842 内部电路开始工作→PWM信号输出。
• 若电源电压跌至保护阈值（约10V）以下→PWM信 号被封锁，避免输出混乱脉冲，以保护主电路开 关器件。
• 当电源电压再次大于启动电压→再经软启动 →UC3842内部电路重新工作→恢复PWM信号输出。
• 采用单一电源向负载供电。
• 特点：结构简单、成本低、但可靠性不高，一旦 电源发生故障，供电中断。
二、控制电路结构及原理
2、并联运行
• N个电源并联构成的电源系统向负载供电， 每个电源的功率为负载所需功率的1/N。 • 特点：每个电源发生故障时，供电不中断， 仅最大供电能力有所降低。电源数量多，成 本上升。用于可靠性要求较高的场合。
三、开关电源PWM控制原理
驱动电路：结构通常为推挽结构的跟随电路，用来
提供足够的驱动功率，以有效地驱动主电路的开关 器件。
欠电压保护电路：对集成PWM控制器的电源实施监
控，一旦电源跌落至阈值以下时，就封锁输出驱动 脉冲，以免电源掉电过程中，输出混乱的脉冲信号 而造成开关器件的损坏。
封锁电路：由外部信号控制，一旦有外部信号发出
二、调节器电路
调节器的作用是将给定量和反馈量进行比较和运 算，得到控制量。调节器的核心是运算放大器。
二、控制电路结构及原理
三、并机均流电路
开关电源经常需要并机组成系统运行，以获得更
大的容量和更高的可靠性。
根据各种负载对供电可靠性要求的不同，电源可
以采用以下几种不同的运行方式：
1、单机运行
• 自我保护功能：
• 输入过电压 • 系统过热 • 输入欠电压、过电流
来自百度文库
• 负载保护功能：
• 输出过电压 • 输出欠电压
二、控制电路结构及原理
输入过电压、输入欠电压、过热保护中，应采用滞环
比较器，以便在故障消失后，电源可自动恢复工作。
过电流保护应采用锁存器将过电流信号锁存。锁存器
应附加复位电路，以便在故障排除后重新开始工作， 或采用时间较长的延时复位电路，以降低过电流保护 的频度。
开关稳压电源 控制电路
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参考文献
[1] SIOMN ANG, ALEJANDRO OLIVA. 开关功率变换 器——开关电源的原理、仿真和设计，机械工业出版社 5.2 脉宽调制 5.4 商业化集成电路控制器
一、引 言
开关电源的主电路主要处理电能，控制电路主要
处理电信号，属“弱电”，控制着主电路开关器 件的工作。电源的很多指标，如稳压稳流精度、 纹波、输出特性等也与控制电路相关。控制电路 的设计质量对电源的性能至关重要。
四、UC3842 控制器及应用
UC3842主要性能指标
• 电流放大器增益/倍 :3 • 电流放大器最大输入差分电压/V :1 • 启动电压/V :16 • 启动电流/mA :1
四、UC3842 控制器及应用
封装及管脚图
四、UC3842 控制器及应用
四、UC3842 控制器及应用
四、UC3842 控制器及应用
变开关工作周期TS PWM工作模式可分两种：
• 电压模式PWM：从变换器的输出电压得到控制信号
• 电流模式PWM ：不仅需要输出电压信息，还需要变
化器电感电流信息来确定提供给开关管所需要的占空 比。
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三、开关电源PWM控制原理
作用:将一定范围内连续变化的控制量(模拟信号)转
换为PWM信号，该信号的开关频率固定，占空比跟随 输入信号连续变化。
UC3842各组成部分原理
• 内部包含5V基准源，用于电压调节器的误差 放大器和峰值电流比较器等。具有可以提供 1A峰值电流的驱动电路、电源欠电压保护电 路等。
四、UC3842 控制器及应用
• 振荡器的振荡频率由外接电阻RT和电容CT决定， CT也决定死区时间的长短。死区时间、开关频率同 RT和CT关系如下
• 3、无主或自动选主的均流方式（基本思路是在
电源间通过并机电缆或称均流总线来传递均流信号 ，每个电源根据均流信号调节自身输出电流，达到 相互一致目的。） • ① 最大电流自动均流法 • ② 自动选主的主从均流法等
二、控制电路结构及原理
最大电流自动均流法原理
均流母线电压正比于输出电流最大的电源的电流，即均
流信号为各电源电流的最大值。
各电源调节自身电流方法：均流信号与本电源反馈电流
信号之差乘以比例系数，加到本电源的电压给定中。当 误差增大时，本电源电压给定略微提高，使本电源开环 电压提高，分得更多的负载电流。
缺点：通过调节电压给定来调节输出电流，会造成输出
电压的波动，影响稳压精度；同时若比例系数过大，则 会造成输出电压竞相上升，可能导致严重事故。若限定 电压范围，则当均流电路调节能力达到极限时，电源只 能退出均流。
二、控制电路结构及原理
一次电流保护后，若要重启电路，则必须在 RS触
发器的R端施加复位信号，使RS触发器的输出状态 重新变为低电平，主电路重新开始工作。
三、开关电源PWM控制原理
概述
开关电源有两种工作方式：
• 脉冲宽度调制(PWM)方式：保持TS 不变，控制开关导
通时间 ton
• 脉冲频率调制(PFM)方式：保持导通时间 ton不变，改