开关电源的工作原理及工作流程
计算机开关电源工作原理(图解)和维修
计算机开关电源工作电压较高，通过的电流较大，又工作在有自感电动势的状态下，因此，使用过程中故障率较高。
对于电源产生的故障，不少朋友束手无策，其实，只要有一点电子电路知识，就可以轻松的维修电源。
下边我们就来具体讲解一下电源的构造以及工作流程。
首先，我们要知道计算机开关电源的工作原理。
电源先将高电压交流电（220V）通过全桥二极管（图1、2）整流以后成为高电压的脉冲直流电，再经过电容滤波（图3）以后成为高压直流电。
二极管（图1）整流全桥（图2）滤波电容（图3）此时，控制电路控制大功率开关三极管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级（图4）。
接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使电脑工作的低电压强电流的直流电。
其中，控制电路是必不可少的部分。
它能有效的监控输出端的电压值，并向功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度。
在计算机开关电源中，由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下，故障率最高；其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率开关三极管较易损坏；再就是脉宽调制器TL494的4脚电压是保护电路的关键测试点。
通过对多台电源的维修，总结出了对付电源常见故障的方法。
高频变压器（图4）一、在断电情况下，“望、闻、问、切”由于检修电源要接触到220V高压电，人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。
因此，在有可能的条件下，尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短路、元器件损坏故障。
首先，打开电源的外壳，检查保险丝（图5）是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上元件破裂，则应重点检查此元件，一般来讲这是出现故障的主要原因；闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件；问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规的操作，这一点对于维修任何设备都是必须的。
在初步检查以后，还要对电源进行更深入地检测。
保险管（图5）用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，如果电阻值过低，说明电源内部存在短路，正常时其阻值应能达到100千欧以上；电容器应能够充放电，如果损坏，则表现为AC电源线两端阻值低，呈短路状态，否则可能是开关三极管VT1、VT2击穿。
开关电源的工作原理
开关电源的工作原理
开关电源是一种将交流电转换为直流电的电力转换装置。
它的工作原理主要包括功率调节、变压器、整流滤波和稳压等环节。
首先，交流电源经过功率调节电路进行调整。
此电路根据输出电压的需求，通过控制开关管的导通时间，改变开关管的开关频率，从而调整输出电压的大小。
功率调节电路通过适当的控制信号，使得开关管不断地开关和关断，实现输入电源电压的调节。
接下来，调整后的交流电压进入变压器。
变压器主要起到变化电压的作用，将输入电流转换为合适的电压。
变压器由一对密集绕组组成，通过互感作用将输入电压变为相应的输出电压。
然后，经过变压器的输出电压被输入到整流滤波电路中。
整流滤波电路通过半导体元件（如二极管）将交流电信号转化为直流电信号，并通过滤波电路去除直流电信号中的纹波和杂波，使得输出电压变得更加稳定。
最后，稳压电路对经过滤波处理的直流电进行稳压。
稳压电路中通常采用反馈控制的方式，通过比较输出电压与设定电压，控制开关管的导通时间和开关频率，以保持输出电压的稳定。
通过以上环节，开关电源将输入的交流电转换为稳定的直流电输出，满足各种电器设备的电源需求。
新型开关电源设计与应用pdf
新型开关电源设计与应用一、开关电源的基本原理开关电源是一种将电能转换成直流电的电源供应器，其工作原理主要是通过控制开关管来调节输出电压的高低。
开关管在脉冲信号的控制下快速地开启和关闭，使得变压器初级线圈上产生一个交变的电压。
这个交变的电压经过变压器耦合后，再通过整流滤波电路将输出直流电压。
二、开关电源的分类与特点根据工作原理、电路结构和输出性质的不同，开关电源可以分为很多种类型，如恒压型、恒流型、稳压型等。
各类开关电源都有其独特的优缺点，适用于不同的应用场景。
三、开关电源的设计流程设计新型开关电源一般需要遵循以下步骤：首先确定电源的规格和要求，然后选择合适的电路拓扑结构，接着进行各部分电路设计，包括输入滤波器和整流电路、开关管和高频变压器、输出整流和滤波电路、反馈控制环路等。
最后进行性能测试和优化。
四、输入滤波器和整流电路设计输入滤波器的主要作用是抑制电磁干扰，保护电源设备免受电网的干扰。
整流电路则将交流电转换成直流电，为开关管提供工作电压。
在设计输入滤波器和整流电路时，需要考虑其对电网的影响和抗干扰能力。
五、开关管和高频变压器设计开关管和高频变压器是开关电源的核心元件，其性能直接影响到电源的效率、电压和电流的调节范围。
在设计开关管和高频变压器时，需要考虑到其电气性能、机械尺寸和散热性能等。
六、输出整流和滤波电路设计输出整流和滤波电路的主要作用是将高频变压器传递的脉冲电压转换成稳定的直流电压。
在设计输出整流和滤波电路时，需要考虑其整流效率、滤波效果和稳定性等。
七、反馈控制环路设计反馈控制环路是开关电源的重要组成部分，其主要作用是维持输出电压或电流的稳定。
在设计反馈控制环路时，需要考虑到其稳定性、响应速度和精度等。
八、保护电路和异常处理为了确保开关电源的安全运行，需要设计保护电路和异常处理措施。
例如过流保护、过压保护、欠压保护等。
这些保护措施可以在电源发生异常时及时切断电源或采取其他处理措施，避免对电源设备造成损坏。
开关电源的工作原理
开关电源的工作原理开关电源是一种现代电源转换技术，已经广泛应用于各种电子设备中，如计算机、手机、电视等。
相比传统线性电源，开关电源具有更高的效率、更小的体积和更轻的重量，因此备受青睐。
下面将介绍开关电源的工作原理。
1. 整体结构开关电源主要由输入滤波电路、整流桥、直流滤波电路、开关变换器、控制电路和输出稳压电路等部分组成。
其中，开关变换器是整个开关电源的核心部件，主要由主开关管、变压器和输出整流滤波电路构成。
2. 工作原理开关电源的工作原理可以分为两个主要阶段：变换器的导通状态和关断状态。
变换器导通状态1.当输入电压加电后，经过输入滤波电路进行滤波处理后，进入整流桥，将交流电转换为脉冲信号。
2.脉冲信号进入开关变换器后，主开关管导通，电流通过变压器，产生磁场。
3.变压器的磁场会通过耦合效应将能量传递给输出端，经过输出整流滤波电路后，得到稳定的直流电压。
变换器关断状态1.主开关管关断，磁场能量释放，产生感应电动势，继续供电给输出端。
2.控制电路会监测输出端电压情况，若电压低于设定值，则触发主开关管再次导通，进行下一个工作周期。
3.控制电路根据输出端电压情况动态调整开关管的导通时间，以保持输出电压稳定。
3. 特点与优势开关电源相比线性电源具有以下特点和优势：1.高效率：开关电源利用高频开关原理，能够降低能量损耗，提高整体效率。
2.体积小巧：采用高频开关技术，使得开关电源可以更小型化，更适用于各种小型电子设备。
3.稳定输出：通过控制电路的精确调节，开关电源能够稳定输出所需的电压和电流。
4.节能环保：由于高效率的特点，开关电源的节能效果显著，有助于减少电能消耗和环境污染。
4. 结语开关电源作为一种先进的电源转换技术，具有高效、稳定、小型化等优势，广泛应用于各种电子设备中。
了解开关电源的工作原理有助于我们更好地理解其工作过程，也有助于我们在实际应用中更好地设计和维护电子设备。
希望本文对您有所帮助。
反激开关电源初级电流波形解析
反激开关电源是一种常见的电源形式，它通过反激变压器的工作原理，实现了高效率、小体积、轻质量的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
在设计和调试反激开关电源时，初级电流波形分析至关重要。
本文将从反激开关电源的工作原理、初级电流波形特点、波形分析方法等方面展开讨论。
一、反激开关电源的工作原理1. 工作原理概述反激开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率因子校正电路、反激变压器、输出整流滤波电路、控制电路等组成。
其工作原理是先将交流电输入通过整流电路转换为直流电，然后通过控制开关管的开合，使得反激变压器的工作状态发生变化，从而实现对输出电压的调节。
2. 工作流程解析在正半周的工作流程中，开关管导通，电流通过反激变压器的一侧，将能量储存到磁场中。
在负半周的工作流程中，开关管关断，磁场中储存的能量通过二次侧反激励，将能量传输到输出端，从而实现对输出电压的调节。
二、初级电流波形特点1. 波形特点概述反激开关电源的初级电流波形具有一定的特点，包括波形非正弦、含有脉冲成分以及高频振荡等。
这些特点对电源的性能和稳定性有着重要的影响。
2. 非正弦波形分析初级电流波形通常呈现出方波或锯齿形，而非正弦波形会带来较大的谐波分量，影响了系统的功率因素和电磁兼容等。
3. 脉冲成分分析初级电流波形还包含有脉冲成分，这些脉冲会对开关管、反激变压器、滤波电容等元件产生冲击，影响了系统的稳定性和寿命。
4. 高频振荡分析由于开关管的开合频率较高，初级电流波形还会包含高频振荡成分，这对元件的损耗和电磁干扰都有着重要的影响。
三、初级电流波形分析方法1. 示波器测量法通过示波器可以直观地观察到初级电流波形，从而判断波形的稳定性、谐波含量、脉冲成分等特点，但示波器的带宽和采样率要求较高。
2. 谐波分析法通过使用功率分析仪或频谱分析仪，可以对初级电流波形进行频谱分析，得到其谐波含量和功率因素等参数，从而评估波形的质量。
3. 数学模型仿真法使用电路仿真软件，建立反激开关电源的数学模型，进行不同工况下的波形模拟，从而分析初级电流波形的特点和优化设计方案。
开关电源设计(精通型)
开关电源设计（精通型）一、开关电源基本原理及分类1. 基本原理开关电源的工作原理是通过控制开关器件的导通与关断，实现电能的高效转换。
它主要由输入整流滤波电路、开关变压器、输出整流滤波电路和控制电路组成。
在开关电源中，开关器件将输入的交流电压转换为高频脉冲电压，通过开关变压器实现电压的升降，经过输出整流滤波电路，得到稳定的直流电压。
2. 分类（1）PWM（脉冲宽度调制）型开关电源：通过调节脉冲宽度来控制输出电压，具有高效、高精度等特点。
（2）PFM（脉冲频率调制）型开关电源：通过调节脉冲频率来控制输出电压，适用于负载变化较大的场合。
二、开关电源关键技术与设计要点1. 高频变压器设计（1）选用合适的磁芯材料，保证变压器在高频工作时的磁通密度不超过饱和磁通密度。
（2）合理设计变压器的绕组匝数比，以满足输出电压和电流的要求。
（3）考虑变压器损耗，包括铜损、铁损和杂散损耗，确保变压器具有较高的效率。
2. 开关器件的选择与应用（1）开关频率：根据开关电源的设计要求，选择合适的开关频率。
（2）电压和电流等级：确保开关器件能承受最大电压和电流。
（3）功率损耗：选择低损耗的开关器件，提高开关电源的效率。
（4）驱动方式：根据开关器件的特点，选择合适的驱动电路。
3. 控制电路设计（1）稳定性：确保控制电路在各种工况下都能稳定工作。
（2）精度：提高控制电路的采样精度，降低输出电压的波动。
（3）保护功能：设置过压、过流、短路等保护功能，提高开关电源的可靠性。
三、开关电源设计实例分析1. 确定设计指标输入电压：AC 85265V输出电压：DC 24V输出电流：4.17A效率：≥90%2. 高频变压器设计选用EE型磁芯，计算磁芯尺寸、绕组匝数和线径。
3. 开关器件选择根据设计指标，选择一款适合的MOSFET作为开关器件。
4. 控制电路设计采用UC3842作为控制芯片，设计控制电路，实现开关电源的稳压输出。
5. 实验验证搭建实验平台，对设计的开关电源进行测试，验证其性能指标是否符合要求。
《开关电源培训》课件
开关电源的安全与环保
开关电源的安全标准
国际标准：IEC 609501
国内标准：GB 4943.12011
安全要求：防触电、防过 热、防电磁干扰等
环保要求：低噪音、低辐 射、低能耗等
开关电源的安全防护措施
接地保护：确保开关电源的接地线可靠连接，防止触电事故发生
过压保护：设置过压保护电路，防止电压过高导致设备损坏
控制电路：控制开关管的开关状态， 实现电源的稳压和稳流
整流器：将交流电转换为直流电
输出滤波器：用于滤除输出电压中的 高频噪声和干扰
开关管：控制电源的开关状态，实现电 源的稳压和稳流
反馈电路：检测输出电压，实现电源 的稳压和稳流
开关电源的工作流程
输入电压：将交 流电转换为直流 电
整流滤波：将直 流电转换为稳定 的直流电
开关电源具有体积小、重量 轻、效率高等优点
开关电源广泛应用于各种电 子设备中，如计算机、手机、
电视等
开关电源的分类
按照输入电压分类：单相输入、三相输入、多相输入 按照输出电压分类：单相输出、三相输出、多相输出 按照输出功率分类：小功率、中功率、大功率 按照控制方式分类：线性控制、开关控制、混合控制 按照应用领域分类：工业控制、通信设备、医疗设备、家用电器等
开关电源的参数设计
输入电压范围：确定开关电源的输入电 压范围，以满足不同应用场景的需求。
输出电压和电流：确定开关电源的输 出电压和电流，以满足不同负载的需 求。
功率因数：优化开关电源的功率因数， 降低对电网的影响，提高电网的稳定 性。
电磁兼容性：优化开关电源的电磁兼 容性，降低对其他设备的干扰，提高 系统的稳定性。
开关电源的应用
家用电器： 如电视、 冰箱、洗 衣机等
开关电源驱动变压器工作原理
开关电源驱动变压器的工作原理是通过高频开关管的开关控制，将输入电压转换为高频交流电，再通过变压器变换为所需的输出电压。
具体来说，开关电源的工作流程是：电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管（振荡逆变）→开关变压器→输出整流与滤波。
其中，交流电源输入经整流滤波成直流，通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上；开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载；输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的。
在这个过程中，开关电源变压器起到能量传递和转换作用。
在反激式电路中，当开关管导通时，变压器把电能转换成磁场能储存起来；当开关管截止时则释放出来。
在正激式电路中，当开关管导通时，输入电压直接向负载供给并把能量储存在储能电感中；当开关管截止时，再由储能电感进行续流向负载传递。
此外，变压器的结构一般由铁芯和线圈组成。
铁芯是由硅钢片叠压而成，可以有效地减小铁芯的磁滞损耗和涡流损耗。
线圈是由绕在铁芯上的导线组成，通过变换线圈的匝数比，可以实现输入电压和输出电压的变换。
变压器的输出电压是由输入电压和变压器的匝数比来决定的，匝数比越大，输出电压越低。
开关电源工作原理超详细解析
开关电源工作原理超详细解析开关电源是一种常见的电源供应器件，它通过将输入电源的直流电转换为高频脉冲电流，再经过整流、滤波和稳压等环节，输出稳定的直流电。
本文将详细解析开关电源的工作原理，包括开关电源的基本组成部分、工作原理的流程、常见的开关电源拓扑结构以及其优点和应用。
一、开关电源的基本组成部分开关电源通常由以下几个基本组成部分构成：1. 输入电路：用于接收外部交流电源，并将其转换为适合开关电源工作的直流电压。
2. 整流电路：将输入电压转换为脉冲电流，通常采用整流桥或者整流电路来实现。
3. 滤波电路：用于平滑整流后的脉冲电流，以减小输出电压的波动。
4. 开关器件：通常采用晶体管或者功率MOSFET等开关器件，用于控制电流的开关状态。
5. 控制电路：用于控制开关器件的开关频率和占空比，以控制输出电压的稳定性。
6. 输出电路：将经过整流、滤波和稳压处理后的直流电压输出给负载。
二、开关电源的工作原理流程开关电源的工作原理可以分为以下几个流程：1. 输入电路接收交流电源：开关电源的输入电路通常采用变压器来降低输入电压，然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
2. 整流电路将交流电转换为脉冲电流：整流电路通常采用整流桥或者整流电路来将交流电转换为脉冲电流，这样可以减小能量损耗。
3. 滤波电路平滑脉冲电流：滤波电路通常采用电容器和电感器来平滑脉冲电流，以减小输出电压的波动。
4. 控制电路控制开关器件的开关频率和占空比：控制电路通过对开关器件的控制，可以控制开关频率和占空比，从而控制输出电压的稳定性。
5. 输出电路将处理后的直流电压输出给负载：经过整流、滤波和稳压处理后的直流电压将被输出给负载，供其正常工作。
三、常见的开关电源拓扑结构开关电源有多种拓扑结构，常见的有以下几种：1. 单端开关电源：输入电源和输出电源共用一个地线，适用于低功率应用。
2. 双端开关电源：输入电源和输出电源分别有独立的地线，适用于高功率应用。
开关电源的工作原理
开关电源的工作原理开关电源是一种能够将输入电压转换成稳定输出电压的电源装置。
它通过不断地开关调节电路中的元件，以实现对输入电压的调节和稳定输出。
其工作原理可以简单概括为，输入电压经过整流滤波后，通过开关管的开关控制，以一定的频率和占空比进行开关，通过变压器变换和输出滤波，最终得到稳定的输出电压。
首先，我们来看一下开关电源的基本结构。
开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率开关器件、变压器、输出整流滤波电路和控制电路等部分组成。
其中，输入滤波电路用于滤除输入电压中的杂波和干扰，整流电路将交流电压转换为直流电压，功率开关器件则是实现开关调节的关键部件，变压器用于变换电压，输出整流滤波电路则是为了得到稳定的输出电压，控制电路用于控制开关管的开关频率和占空比。
其次，我们来分析一下开关电源的工作原理。
当输入电压经过输入滤波电路和整流电路后，得到的直流电压会经过功率开关器件进行开关调节。
功率开关器件可以是晶体管、MOS管、IGBT管等，通过它们的开关控制，可以实现对输入电压的调节和稳定输出。
开关管的开关频率和占空比由控制电路来控制，通过改变开关频率和占空比，可以实现对输出电压的调节和稳定。
最后，我们来总结一下开关电源的特点和应用。
开关电源具有体积小、效率高、输出稳定等优点，因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。
例如，电脑、手机充电器、LED照明等都广泛采用了开关电源。
同时，开关电源也存在着一些缺点，比如输出端会产生一定的电磁干扰，需要进行滤波处理；同时，开关电源的设计和制造也相对复杂，成本较高。
总的来说，开关电源作为一种高效稳定的电源装置，其工作原理主要是通过开关管的开关调节，实现对输入电压的调节和稳定输出。
它在现代电子设备中得到了广泛的应用，为我们的生活和工作带来了便利。
对于开关电源的原理和应用，我们需要深入学习和了解，以便更好地应用和维护这一重要的电源装置。
开关电源的结构和基本原理
电路构造
抗干扰电路（EMI） 整流滤波电路 开关电路 PFC电路 保护电路
PFC电路
PFC（Power Factor Correction）即“功率因数校正”，主要用来表 征电子产品对电能旳利用效率。功率因数越高，阐明电能旳利用 效率越高。经过CCC认证旳电脑电源，都必须增长PFC电路。
PC电源采用老式旳桥式整流、电容滤波电路会使AC输入电流产生 严重旳波形畸变，向电网注入大量旳高次谐波，所以网侧旳功率 因数不高，仅有0.6左右，并对电网和其他电气设备造成严重谐波 污染与干扰。
开关电路——关键部分
关键元件：PS-ON、精密稳压电路 、 PWM 控制芯片、推动管（由两个 三极管构成）、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，主板启闭控制电路旳电子开关断开， 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。
EMI电路
整流滤波电路
高压整流滤波电路由一种全桥（由四个二极管构成） 和两个高压电解电容构成。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构成(12V使用 快恢复管，5V和3.3V使用肖特基管 )，如图。
辅助电源电路
关键元件：辅助电源开关管、辅助电源变压器、三端稳压器 300V直流电经过辅助电源开关管成为脉冲电流，经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 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。
输入电压能够从90V到270V； 高于0.99旳线路功率因数，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； 输出不随输入电压波动变化，所以可取得高度稳定旳 输出电压； 有源PFC输出DC电压纹波很小，且呈100Hz/120Hz（工 频2倍）旳正弦波，所以采用有源PFC旳电源不需要采 用很大容量旳滤波电容。
开关电源工作原理解析及正反激电路图解
开关电源工作原理解析及正反激电路图解
本文将介绍开关电源的工作流程，开关电源正激电路、反激电路原理图及工作过程分析，希望能对您有所帮助。
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。
转为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比
50HZ高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热，成本很低。
如果不将50HZ变为高频，那幺开关电源就没有意义。
开关电源的工作流程是：
电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管（振荡逆变）→开关变压器→输出整流与滤波。
交流电源输入经整流滤波成直流
通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上
开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载
输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西，过滤掉电网上的干扰，同时也过滤掉电源对电网的干扰；
在功率相同时，开关频率越高，开关变压器的体积就越小，但对开关管的要求就越高；
开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头，以得到需要的输出；。
开关电源工作原理图解
开关电源工作原理图解开关电源是一种将输入电压转换为稳定输出电压的电源装置，它通过开关管的导通和截止来控制输入电压的变化，从而实现对输出电压的稳定调节。
接下来，我们将通过图解的方式，详细解析开关电源的工作原理。
首先，我们来看一下开关电源的基本结构。
开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率器件、控制电路和输出滤波电路等组成。
其中，输入滤波电路用于对输入电压进行滤波和去除杂波，整流电路将交流电转换为直流电，功率器件用于控制电压的变化，控制电路则是控制开关管的导通和截止，输出滤波电路则是对输出电压进行滤波和去除杂波。
接下来，我们来看一下开关电源的工作原理。
当输入电压加到输入滤波电路中时，首先经过滤波电路的处理，去除掉输入电压中的杂波，然后进入整流电路，将交流电转换为直流电。
接着，直流电经过功率器件的控制，通过开关管的导通和截止来控制电压的变化，最终实现对输出电压的稳定调节。
同时，控制电路起到了控制开关管的导通和截止的作用，确保输出电压的稳定性。
最后，经过输出滤波电路的处理，去除输出电压中的杂波，得到稳定的输出电压。
在开关电源的工作过程中，功率器件起着至关重要的作用。
它可以是晶体管、场效应管、双向可控硅等，根据不同的工作原理和特性，选择不同的功率器件来实现对输出电压的稳定调节。
控制电路中的控制器则是开关电源的大脑，它通过对输入电压、输出电压和电流等参数的监测和控制，来实现对开关管的精确控制，确保输出电压的稳定性和可靠性。
总的来说，开关电源通过对输入电压的控制和调节，实现了对输出电压的稳定调节，具有体积小、效率高、稳定性好的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
通过本文的图解，相信大家对开关电源的工作原理有了更深入的了解，希望对大家有所帮助。
《开关电源设计》课件
电感的计算
根据电路要求计算合适的电 感值，需要考虑输入输出电 压、电流、开关频率等参数 。
电阻的选择与计算
根据电路要求选择合适的电 阻，需要考虑其阻值、功率 、精度等参数，并根据电路 参数计算出所需的阻值。
开关电源的优化设计方法
提高效率
采用低损耗元件、优化电路结构、降低热损 耗等方法提高效率。
降低噪音
3
AFR（年度故障率）
设备在单位时间内发生故障的概率。
影响开关电源可靠性的因素
元器件质量
元器件的品质和可靠性直接影响开关电源的寿命和稳定性。
电路设计
合理的电路设计能够提高开关电源的稳定性和可靠性。
制造工艺
制造工艺的精细程度和质量控制影响产品的可靠性和稳定性。
环境因素
温度、湿度、灰尘等环境因素对开关电源的可靠性产生影响。
全桥式开关电源
适用于大功率、要求输出电压 较高的场合。具有输出电压高
、效率高的特点。
开关电源的元件选择与计算
开关管的选择
根据电路要求选择合适的开 关管，如MOSFET、IGBT等 ，需要考虑其额定电压、电 流、开关频率等参数。
滤波电容的选择
根据输出电压的要求选择合 适的滤波电容，需要考虑其 容量、耐压、温度系数等参 数。
详细描述
开关电源是一种将电能进行高效转换的设备，通过控制开关管的工作状态，实 现电压和电流的调节。它具有高效率、高可靠性、体积小、重量轻等特点，因 此在许多领域得到广泛应用。
开关电源的应用领域
总结词
开关电源广泛应用于通信、计算机、工业控制、医疗器械等 领域。
详细描述
开关电源具有高效率、高可靠性、体积小、重量轻等特点， 因此在许多领域得到广泛应用。它广泛应用于通信、计算机 、工业控制、医疗器械等领域，为各种电子设备提供稳定的 电源供应。
《开关电源基础教程》课件
开关电源的工作流程
01
输入电路将交流电转换 为直流电。
02
通过开关管的控制，将 直流电输入变压器进行 电压转换。
03
通过输出电路的滤波和 稳定，输出稳定的直流 电。
04
控制电路监测电源的工 作状态，根据需要调整 开关管的通断。
开关电源的波形分析
01
02
03
04
输入波形
分析输入电压和电流的波形， 了解其是否满足开关电源的要
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详细描述
开关电源是一种将电能进行转换的设备，通过控制开关管开通和关断的时间比率 ，将输入的直流电压转换成特定的输出电压或电流。开关电源的核心是开关管， 通过控制其开通和关断的时间比率，实现电能的转换。
开关电源的特点
总结词
开关电源具有效率高、体积小、重量轻、动态性能好等特点。
详细描述
开关电源的效率一般在80%以上，甚至可以达到90%以上，相比传统的线性电源，具有更高的能源利用效率。由 于开关电源的开关管工作在高频率，使得其体积和重量相对较小，有利于设备的紧凑设计和轻量化。此外，开关 电源的动态性能较好，能够快速响应负载的变化，维持稳定的输出电压或电流。
高频化与小型化
随着技术的进步，开关电源正朝 着更高频率和更小体积的方向发 展，以满足便携式设备和穿戴设
备等新兴市场的需求。
智能化与网络化
智能化和网络化技术使得开关电源 具备远程监控、故障诊断和自动调 整等功能，提高了电源的管理效率 和可靠性。
绿色环保
随着环保意识的提高，低噪声、低 辐射、低能耗的绿色开关电源成为 未来的发展趋势，有助于减少对环 境的负面影响。
开关电源的应用前景
电动汽车与充电设施
开关电源的工作原理及工作流程
開關電源的工作原理及工作流程1．電源的定義電腦的電源就是將交流電轉換爲PC(個人電腦)電腦工作所需要的直流電的轉換器，就是電氣行業上所說的開關電源〔又稱交換式電源〕典型的交換式電源供應器應有11個部分組成，分別是：`輸入級〔Input stage〕:包含(1) EMI 濾波器和(2)橋式整流電路；EMI (Electromagnetic Interference)當市電進入電源後，先經過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號，然後經過整流和濾波得到高壓直流電。
➢EMI 濾波器的主要目的是防止連接在同一電力系統的電氣裝置所產生的傳導性電磁雜訊經由電源導線而彼此互相干擾。
➢橋式整流電路把輸入交流電源轉換為直流電V I。
(橋氏整流器是由4個矽二極體組合而成)功率因數調整級〔Power Factor Correction, PFC stage〕:包括(3.)功率因數調整電路，由L1、PFC IC、Q1、D1 和C1組成PFC stage，用來調整電源供應器的功率因數，使符合環保標準。
➢電感(Inductance)L1的典型值約數百μＨ∼數ｍＨ之間，一般採用鐵粉芯〔Iron Power Core〕材質，➢Q1 電晶體的規格要求為耐電壓600Ｖ耐壓電晶體，耐電流7Ａ以上。
➢PFC IC控制Q1的導通與截止，一般依流過電感的電流波形分為連續式〔Continuous〕和不連續式〔Discontinuous〕兩種。
➢D1 為功因調整用超快速回復二級體〔PFC Hyper fast Recovery Diode〕，一般規格為耐電壓600Ｖ、耐電流5Ａ以上、反向回復時間〔Reverse recovery Time, t rr〕為20ns以下，➢電容器C1則依其輸出漣波規格大小來決定其值，典型值通常在100μf 以上，耐壓在450∼500V 之間，一般採用電解電容材質。
(電容器是用來儲存與釋放電能，一般電容器會將電容值直接標示於外殼，假设有極性也會標示出來，不然就是用長短腳來表示，較長的接腳代表正端)功率級〔Power stage〕:包含(4.)功率開關、(5.)脈波寬度調變〔Pulse Width Modulation, PWM〕與驅動電路、(6.)隔離高頻變壓器、(7.)整流二極體及(8.)輸出濾波器；由PWM IC、Q2、T1、D2、C2組成Power stage，藉由PWM IC 控制Q2 電子開關的導通與否，配合次級側的二極體和電容，即可得到ＤＣ電壓的輸出，而變壓器Ｔ1 因為有氣隙之故，其初級圈具有隔離、變壓和電感的三重功能，藉由Q2 電子開關作用將儲存於在變壓器的能量傳遞給次級側，再藉由電容Ｃ2 的充電保持功能來得到直流電壓Vo，此外改變變壓器初、次級的圈數，就可以得到想要的ＤＣ電源。
大功率开关电源方案
大功率开关电源方案概述大功率开关电源是一种用于将输入电源转换为所需输出电压的电源系统。
它通过开关器件的开关操作来调节输入电源的能量传输，从而实现输出电压的调整。
本文将介绍大功率开关电源的工作原理、设计考虑因素以及一种常见的大功率开关电源方案。
工作原理大功率开关电源的工作原理基于开关器件的开关操作。
开关器件使用高频脉冲信号控制开关时间，使得输入电源能够以高效率进行能量传输。
以下是大功率开关电源的基本工作流程：1.输入电源首先经过整流器将交流电转换为直流电。
2.直流电进入开关电源的开关器件。
开关器件周期性地打开和关闭，产生高频脉冲。
3.脉冲信号进入输出变压器，通过变压器的绕组传递给输出负载。
4.输出负载将电能转化为所需的形式，如电流或电压。
设计考虑因素在设计大功率开关电源时，需要考虑以下几个因素：1. 输出功率要求大功率开关电源的设计首先需要确定所需的输出功率。
输出功率决定了开关器件和变压器的选型，以及决定了电源的整体尺寸和散热需求。
2. 效率和能量损耗大功率开关电源的效率是一个重要考虑因素。
效率高的设计可以减少电源的热损耗，提高电源的使用寿命。
此外，减少能量损耗还能节省电能成本。
3. 输入电压和输出电压范围大功率开关电源需要适应不同的输入电压和输出电压要求。
设计时需要考虑输入电压范围的波动和输出电压的稳定性。
4. 稳定性和过载保护开关电源需要具备良好的稳定性和过载保护功能。
稳定性可以确保输出电压在负载变化时保持稳定，而过载保护可以防止过大的电流损坏电源或输出负载。
5. 散热和温度控制大功率开关电源在工作过程中会产生一定的热量。
设计时需要考虑散热和温度控制措施，以确保电源在工作过程中保持适当的温度。
一种常见的大功率开关电源方案以下是一种常见的大功率开关电源方案的设计流程：1.确定输出功率要求。
根据实际需求确定所需的输出功率。
2.选取合适的开关器件。
根据输出功率和效率要求，选择适合的开关器件，如MOSFET或IGBT。
开关电源输入到输出工作流程的原理
开关电源输入到输出工作流程的原理Switching power supplies are a type of power supply that is widely used in electronic devices. They work by converting AC voltage into DC voltage with a high level of efficiency. The input voltage is first rectified and then filtered to remove any ripples. The rectified voltage is then switched on and off at a high frequency, which allows for the voltage to be transformed efficiently to the desired level.开关电源是一种广泛应用于电子设备中的电源供应类型。
它通过将交流电压转换为具有较高效率的直流电压来工作。
输入电压首先经过整流，然后经过滤波以去除任何波动。
然后，在高频率下，将整流后的电压进行开关控制，这样可以有效地将电压转换为所需电平。
One key component of a switching power supply is the power MOSFET, which acts as a switch to control the flow of current. When the MOSFET is turned on, the input voltage is passed through to the output. When it is turned off, the flow of current is interrupted. This switching action is what allows for the voltage to be transformed to the desired level.开关电源的一个关键组件是功率场效应晶体管（MOSFET），它充当开关以控制电流的流动。
开关电源工作的流程
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开关电源的工作原理及工作流程1．电源的定义电脑的电源就是将交流电转换为PC(个人电脑)电脑工作所需要的直流电的转换器，就是电气行业上所说的开关电源（又稱交换式电源）典型的交换式电源供应器应有11个部分组成，分別是：`输入级（Input stage）:包含(1) EMI 滤波器和(2)桥式整流电路；EMI (Electromagnetic Interference)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。
EMI 滤波器的主要目的是防止连接在同一电力系统的电气装置所产生的传导性电磁杂讯经由电源导线而彼此互相干扰。
桥式整流电路把输入交流电源转换为直流电V I。
(桥氏整流器是由4个矽二级体组合而成)功率因数调整级（Power Factor Correction, PFC stage）:包括(3.)功率因数调整电路，由L1、PFC IC、Q1、D1 和C1组成PFC stage，用来调整电源供应器的功率因数，使符合环保标准。
电感(Inductance)L1的典型值约数百μＨ∼数ｍＨ之间，一般採用鐵粉芯（Iron Power Core）材质，Q1 电晶体的規格要求为耐电压600Ｖ耐压电晶体，耐电流7Ａ以上。
PFC IC控制Q1的导通与截止，一般依流过电感的电流波形分为连续式（Continuous）和不连续式（Discontinuous）两种。
D1 为功因调整用超快速回复二级体（PFC Hyper fast Recovery Diode），一般規格为耐电压600Ｖ、耐电流5Ａ以上、反向回复时间（Reverse recovery Time, t rr）为20ns以下，电容器C1則依其输出漣波規格大小来決定其值，典型值通常在100μf 以上，耐压在450∼500V 之间，一般採用电解电容材质。
(电容器是用来储存与释放电能，一般电容器会将电容值直接标示于外壳，若有级性也会标示出来，不然就是用长短脚来表示，较长的接脚代表正端)功率级（Power stage）:包含(4.)功率开关、(5.)脈波寬度调变（Pulse Width Modulation, PWM）与驱动电路、(6.)隔离高频变压器、(7.)整流二级体及(8.)输出滤波器；由PWM IC、Q2、T1、D2、C2组成Power stage，藉由PWM IC 控制Q2 电子开关的导通与否，配合次级側的二级体和电容，即可得到ＤＣ电压的输出，而变压器Ｔ1 因为有气隙之故，其初级圈具有隔离、变压和电感的三重功能，藉由Q2 电子开关作用将储存于在变压器的能量传遞给次级側，再藉由电容Ｃ2 的充电保持功能来得到直流电压Vo，此外改变变压器初、次级的圈数，就可以得到想要的ＤＣ电源。
Q2为耐电压600V 的MOSFET (金氧半場效电晶体)变压器T1的一般規格为EI Core 或EE Core。
(各种电子装備常用到变压器，理由是：提供各种电压階层确保系统正常操作;提供系统中以不同电位操作部份得以电气隔离;对交流电流提供高阻抗，但对直流則提供低的阻抗;在不同的电位下，維持或修飾波形与频率响应。
)D2为肖特基二级体（Schokky Diode），作为整流之用，(二级体的功用就是电流只能从单一方向流过)C2 是滤波电容，其电容值視输出漣波要求而定，一般在400μf 以上，而耐压則選擇输出电压的1.2∼1.5 倍之间，一般採用电解电容材质。
脈波寬度调变（Pulse Width Modulation, PWM）与驱动电路用来控制功率开关的导通与否，当功率开关导通时，输入电压V I 会供应到隔离高频变压器的初级繞组上，此时初级繞组上的电流逐漸增加并将能量储存于其中，同时把能量感应在变压器的次级繞组上，整流二级体把变压器次级繞组上的电压轉变为直流电，经输出滤波器滤除漣波成分后输出直流电压，当功率开关截止时，储存在隔离高频变压器初级繞组上的能量轉移到次级繞组上，持续提供输出电流。
误差放大器截取一部分输出电压与想得到的电压做比较，误差值经光隔离器耦合到PWM 控制电路上，藉由改变脈波寬度来控制功率开关的导通时间，以精确得到想要的直流输出电压。
回授级（Feedback stage）:包含(9.)误差放大器及(10)光隔离器、(11)保护电路。
由R1、R2、R3、Ph1、D3 组成Feedback stage，R2、R3 组成分压电路擷取一部分输出电压，经Ph1 光耦合器回授到PWM IC，藉调整PWM IC 的输出脈波寬度以稳定输出电压值。
R1、R2、R3 一般採用1/4W 碳膜电阻，光耦合器Ph1的型号为Infineon 的SFH615、SFH617，D3 为三端稳压元件主要产生2.5V 的稳定參考电压，TL431 为业界常用的型号。
2. 开关电源的工作原理及工作流程开关电源的工作原理是通过运行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)。
工作流程如下：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再送高流电。
因开关三级管和开关变压器是开关电源的核心部件，通过自激式或它激式使开关三级管工作在飽和、截止（即開、关）状態，从而在开关变压器的副繞组上感应出高频电压，再经过整流、滤波和稳压后输出各种直流电压。
所以开关三级管和开关变压器是ATX电源的核心部件，其质量直接影响电源的好坏和使用壽命，尤其是开关三级管，工作在高反压状態下，沒有足夠的保护电路，很容易被擊穿燒毀。
开关三级管应当耐压程度不小于800V，输出电流通常不小于5A。
3.稳压电路和保护电路稳压电路通常是从电源输出端的输出电压取樣出部分电压与标准电压做比较，比较出的差值经过放大后去驱动开关三级管，调节开关管的所占空比。
从而达到电压的稳定。
保护电路作用是通过檢测各端输出电压或电流的变化，当输出端发生短路、过压、过流、过载、欠压等現象时，保护电路动作，切断开关管的激励信号，使开关管停振，输出电压和电流为零，从而起到保护作用。
劣质电源在保护电路上偷工减料，使保护电路形同虛設。
保护电路具体分为四种：Ⅰ.过压保护功能：当电源输出电压超过其最大的限定电压时，电源会将其输出自动关闭，以避免损坏负载的电路元件（如电脑系统配置），稱之为过压保护。
过压保护测试是用来验证电源当出現上述异常状況以及电源內部回授控制电路或零件损坏时，有可能产生异常之输出高电压时，能否正确地反应。
当输入电网电压或输出电压负载电流变化而电源的调整线路不完善时，电源工作运行配置所需要的电压是固定的，如果电源沒有过电压保护线路或过电压保护线路失效，将会因过电压造成电脑配件的损坏，即电压性损坏。
反过来，如果有此过电压保护线路，当发生以上情況时，电源不再向电脑提供其他信号，也就是不会影响电脑系统任何配置，从而达到保护的功能。
Ⅱ.短路保护功能：当电源的输出短路时，則电源应该限制其输出电流或关闭，以避免电路元件损坏。
短路保护测试是验证由配线连接錯误，或使用电源的元件或零元件故障所导致的短路时电源能否正确地反应。
当发生短路时，电路应立即关闭输出，否則短路所产生的大电流燒毀电脑配置或电源部件。
III.过电流保护功能：当电源的输出电流超过额定时，电源应该限制其输出电流或关闭输出，以避免负载电流过大而损坏或发生危险，或者电源內部零件损坏或发生危险。
Ⅳ.过功率保护功能：当电源的输出功率（单一输出或多组输出）超过额定功率时，电源应该限制其输出功率或关闭其输出，以避免负载功率过大而损坏或发生危险。
而电源內部零件损坏而造成较大的负载功率时，則电源也应该关闭或限制其输出，以避免损坏。
过功率保护测试是验证当上述任何一种状況发生时，电源能否正确地反应。
方塊图线路图:原理说明:1.EMI滤波器主要利用LF1,CX1,LF2形成π型滤波器,来抑制电源供应器在作切换时造成的杂讯干扰LF1,CX1,LF2主要为抑制传导部分,而CY1及CY2則主要是BY PASS杂讯的作用。
2.桥式整流滤波Switching Power Supply 以Bridge Rectifier 来整流,以得到幾乎近于固定准位的直流电压,由于电子电路需要一个固定的直流电压及电流以提供电源及偏压使电路能夠正常工作,图中Bridge Rectifier 需用四个Diode,如下图中所示,当input为正半週D1&D2 ON(D3&D4 OFF),电流由图示,反之則D3&D4 ON(D1&D2 ON)。
3.输入低电压保护利用二级体(D3)来作半波整流,并透过电容(C7,C8)滤波得到直流电压, 而高压直流电压经过R17,R42,R18,R19的分压后,得到一个输入电压的信号,当输入电压过低时来告知IC将系统关闭,而IC內部設定的值为2V,就是说可以藉由调整R17,R42,R18,R19的分压来控制输入电压的保护点。
4.电流回授:利用R10来使电流转换为电压信号,以侦测MOSFET(Q1)导通时的电流大小及比较IC的输出的結果,也是二次测输出过载保护,而电压信号会透过R11及C4形成的低通滤波器,来过滤不必要的高频杂讯,以免造成IC的误动作,而得到的信号将送至IC3的PIN5给IC做參考。
5.电压回授:除了主线圈及次级线圈之外,我們在同一个变压器中多繞制了另一组线圈,此线圈我們稱之为辅助线圈,原理是在同一鐵心上所感应到的磁場強度会是相同的,只是圈数比的不同会影响电压的高低,而我們利用辅助线圈来監控二次测的负载及电压状況,而得到的信号将送至IC3的PIN2给IC做參考。
6.辅助电源及输出过电压保护:我們利用辅助线圈所产生的电压,提供给IC 动作所需的电源,此辅助线圈的作用還有另一項功能,就是侦测输出过电压的功能,当系统失控导致输出电压过高时,同时也会导致辅助线圈的电压过高,此时透过R57,R58,R59的分压,当IC3的PIN4侦测到高逾0.85V的电压后会停止IC的动作,以保护系统,而在系统正常时,该点的分压必须低于0.85V,以避免IC的保护动作。
7. 过温度保护(OTP):利用辅助线圈的电压透过D16及C23 整流滤波出一直流电压,利用此一直流电压做分压,在此利用负温度係数热敏电阻的特性,使的R56上的电压会随温度的上升而上升,当电压到达ZD4加0.7V的电压时会促使Q2导通,利用辅助电源高逾0.85V的电压,触发IC使电源供应中断保护系统。
8. 输出整流滤波器:因透过变压器而感应到二次側的电压为交流电压,所以需要利用D8,D9来进行整流,并以C13,C14,L2,C15组成的π形滤波器,来进行滤波!!效率测试输出负载: +19V/3.42A 输出瓦特数:64.98W输出连波及杂讯测试/ 输出最大连波值为190mv输出最大连波波形输出电压负载变动率输出电压可变动范围+-5% 18.4V~19.6V输出过电压保护输出过电流保护EMI 滤波器EMI (Electromagnetic Interference)电机、电子、通讯等技术日新月异，其电子产品走向轻、薄、短、小与多功能之趋势，使得装配于电子产品內之电子元组件相对地要求整合性高、装配密度高与装配成本要低，对于电子工程师来说，将许多电子元组件组合装配于更小的电路面积而要求更好的功能，且成本更低时，电磁干扰(Electromagnetic Interference)就一直是挥之不去的问题，所谓EMI (Electromagnetic Interference)是指会对直正信号的使用效果造成阻碍之杂音、杂讯，其干扰的通道有由发生源，经空间传播而干扰者(幅射杂讯)和经由电源线的传导而干扰者(传导杂讯)。