开关电源原理及调试
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。
开关电源工作原理及维修技巧
开关电源工作原理及维修技巧开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电子设备，广泛应用于各种电子设备和系统中。
了解开关电源的工作原理，对于工程技术人员和维修人员来说至关重要。
本文将介绍开关电源的工作原理，并提供一些常见问题的维修技巧。
一、开关电源的工作原理开关电源通过使用电子器件（如开关管、二极管和电感等）将交流电转换为高频脉冲电流，再通过滤波和稳压电路得到稳定的直流电。
下面将详细介绍开关电源的主要工作原理。
1. 输入滤波：开关电源的输入端会接入交流电源，而交流电源会带有各种干扰信号。
为了保证开关电源的正常工作，需要通过输入滤波电路来滤除这些干扰信号。
输入滤波电路一般由电容器和电感器组成，能够有效地滤除高频和低频的干扰信号。
2. 整流和滤波：经过输入滤波后，交流电会被整流电路转换为直流电。
整流电路通常使用二极管桥整流器来实现。
然后，通过输出滤波电路对整流后的直流电进行滤波处理，以去除直流电中的纹波电压，得到相对稳定的直流电。
3. 高频开关转换：直流电经过滤波后，会进入开关电源的核心部件——开关电路。
开关电路由开关管（如MOSFET、IGBT等）组成，通过快速开关操作将直流电转换为高频脉冲电流。
4. 变压器：高频脉冲电流进一步经过变压器的转换，得到所需的电压大小。
通过变压器的变换比例，可以实现升压、降压或保持电压稳定的功能。
5. 输出调节和稳压：经过变压器转换后的电流会进入稳压电路，稳压电路通常由反馈电路、误差放大器和控制开关管等组成。
利用反馈电路监测输出电压的变化情况，并与设定的参考电压进行比较，在误差放大器和控制开关管的调节下，保持输出电压稳定在设定值。
二、开关电源的常见故障和维修技巧1. 电源无输出或输出电压波动大：可能原因：- 输入端电源线异常，如插头松动或电源线破损。
- 滤波电容故障，需要检查滤波电容是否损坏或漏电。
- 开关管故障，开关管可能损坏或短路，需要更换。
- 控制电路故障，检查反馈电路和误差放大器是否正常工作。
开关电源工作原理及维修技巧
开关电源工作原理及维修技巧开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源供应方式。
它以其高效、稳定、可靠的优点，被广泛应用在通信、计算机、工控等领域。
本文将介绍开关电源的工作原理，并分享一些常见故障的维修技巧。
一、开关电源的工作原理开关电源的工作原理基于开关管的开关动作。
它通过将输入直流电压经过变压器降压、整流滤波后得到直流电源，再通过开关管的开关动作进行调节和控制，最终输出稳定的直流电压。
以下是开关电源的工作原理流程：1. 输入电压调整：开关电源通过输入电路接收来自电网的交流电压，并通过变压器将其降压转换为适合电源内部使用的直流电压。
2. 整流滤波：经过变压器的降压，得到的直流电压仍然存在波动和纹波。
开关电源通过整流电路，将交流电压转换为直流电压，并通过滤波电路去除纹波，从而得到稳定的直流电源。
3. 电压变换：开关电源中的开关管负责对电源输出电压进行调节和控制。
当需要增加输出电压时，开关管关闭，此时磁场储能在变压器中。
而当需要降低输出电压时，开关管打开，此时磁场释放能量，通过变压器将电压降低到所需的输出电压。
4. 输出稳定：开关管通过调节开关动作的频率和占空比，控制输出电压的稳定性。
通过负反馈控制，开关电源可以实现对输出电压的精确控制，从而确保工作在设定的电压范围内。
二、开关电源的常见故障及维修技巧尽管开关电源在工作上具有高效、稳定的特点，但由于工作环境、负载变化等原因，仍然可能出现各种故障。
下面是一些常见的开关电源故障及相应的维修技巧：1. 输出电压异常当开关电源输出电压异常，例如过高或过低，可能是由于电源输出端电容损坏、电感元件损坏或者控制芯片故障导致。
此时，可通过测量输出电压、检查元件损坏情况来确诊故障点，并进行相应的更换或修复。
2. 整流滤波故障整流滤波电路是保证开关电源获得稳定直流电压的关键部分。
若出现纹波过大、输出电压波动较大等问题，可能是整流二极管或滤波电容损坏引起的。
在维修时，可通过测试电容容值，检测二极管正常工作情况，及时更换损坏元件。
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。
如何一步一步设计开关电源？开关电源设计调试步骤全过程
如何一步一步设计开关电源？开关电源设计调试步骤全过程针对开关电源很多人觉得很难，其实不然。
设计一款开关电源并不难，难就难在做精，等你真正入门了，积累一定的经验，再采用分立的结构进行设计就简单多了。
万事开头难，笔者在这就抛砖引玉，慢慢讲解如何一步一步设计开关电源。
开关电源设计的第一步就是看规格，具体的很多人都有接触过，也可以提出来供大家参考，我帮忙分析。
在这里只带大家设计一款宽范围输入的，12V2A的常规隔离开关电源。
1、首先确定功率根据具体要求来选择相应的拓扑结构；这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。
在这里我会更多的选择是经验公式来计算，有需要分析的，可以拿出来再讨论。
2、选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计当我们确定用flyback拓扑进行设计以后，我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。
无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。
对里面的计算我还会进行分解。
分立式：PWMIC与MOS是分开的，这种优点是功率可以自由搭配，缺点是设计和调试的周期会变长（仅从设计角度来说）；集成式：就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里，省去设计者很多的计算和调试分步，适合于刚入门或快速开发的环境。
3、做原理图确定所选择的芯片以后，开始做原理图(sch)，在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。
设计前最好都先看一下相应的datasheet，确认一下简单的参数。
无论是选用PI的集成，或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。
一般datasheet里都会附有简单的电路原理图，这些原理图是我们的设计依据。
4、确定相应的参数当我们将原理图完成以后，需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。
当然不同的公司不同的流程，我们需要遵守相应的流程，养成一个良好的设计习惯，这一步可能会有初步评估，原理图确认，等等，签核完毕后就可以进行计算了。
开关电源原理与维修
开关器件负责开关电源的来自闭操作，如MOSFET或IGBT。
滤波电路
消除输出电压中的纹波信号，使电压更加稳定。
稳压电路
保持输出电压恒定，克服输入电压的波动。
开关电源的常见故障及维修方法
1 过载保护器失效
更换过载保护器或检查其他保护器是否工作 正常。
2 电解电容损坏
更换损坏的电解电容，并注意极性。
开关器件故障
开关器件烧坏时，会导致开关电 源无法正常开闭。需更换故障的 器件。
焊接不良
焊接不良可能导致电阻、电容等 元件接触不良，影响软、硬开关 电源的工作。
开关电源的预防维护措施
1 定期清洁
定期去除灰尘和杂物，保 持开关电源散热良好。
2 注意环境温度
避免开关电源过热，可通 过合理布局、散热风扇等 方式来调节温度。
3 开关元件故障
检查开关元件是否工作正常，并更换故障元 件。
4 短路故障
检查输出是否短路，并修复短路处。
开关电源维修的注意事项
在维修开关电源时，必须注意安全事项，例如断电、放电等。另外，要仔细 检查电路连接是否牢固，研究故障产生的原因，避免二次故障。
常见的开关电源维修案例
电解电容损坏
电解电容发生爆炸时，可能会导 致开关电源工作异常。需及时更 换电容。
3 定期检测电路
定期检查电路连接是否松 动，电子元件是否发热异 常等。
开关电源维修技巧和实用工具
使用万用表
用于测试电压、电流、电阻等数值，帮助排除 故障。
焊接工具
用于焊接或修复电子元件。
维修手册
包含开关电源的维修方法、电路图等重要信息。
安全手套和护目镜
保护自己的安全工具，避免触电或受伤。
开关电源电路原理
开关电源电路原理开关电源电路是一种常用的电源供电方式。
相比线性电源，开关电源具有高效率、小体积、稳定性好等优点，因此在各个领域得到了广泛的应用。
了解开关电源的原理对于电子工程师和爱好者来说是非常重要的。
本文将介绍开关电源的基本原理以及其工作过程。
一、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是通过控制开关管（也叫开关MOS管）的导通和截止来实现电源输出电压的调节。
开关电源主要由输入电流滤波电路、整流电路、PWM调制电路以及输出滤波电路等组成。
1. 输入电流滤波电路开关电源的输入电流滤波电路主要由输入滤波电容和输入滤波电感构成。
输入滤波电容能够对输入电流进行平滑，使得输入电流的波形更加接近直流。
而输入滤波电感可以起到滤除高频噪声的作用，从而保护后续电路。
2. 整流电路整流电路主要由整流二极管和输出滤波电容构成。
在开关电源中，通常采用整流二极管将输入电压的负半周截掉，从而得到一个单向的输出电压波形。
输出滤波电容的作用是进一步平滑输出电压，使得输出的直流电压更加稳定。
3. PWM调制电路PWM调制电路是开关电源的核心部分，其作用是通过调节开关管的导通和截止时间，改变输出电压的占空比。
一般采用固定频率的PWM调制方式，通过将输入电压转换成高频PWM信号，并且通过控制开关管的导通和截止时间来调节输出电压的大小。
4. 输出滤波电路输出滤波电路主要由输出滤波电感和输出滤波电容构成。
输出滤波电感可以滤除PWM调制带来的高频噪声，而输出滤波电容可以进一步平滑输出电压。
二、开关电源的工作过程开关电源的工作过程可以简单分为导通状态和截止状态两种情况。
1. 导通状态当PWM调制电路控制开关管导通时，电路中的电感会储存能量，同时输出电容开始向负载放电。
此时，输出电压会逐渐上升，直到达到设定值。
2. 截止状态当PWM调制电路控制开关管截止时，电路中的电感释放储存的能量，并将其传递给输出电容。
同时，输出电容会向负载供电，并且带动电流流向负载。
开关电源工作原理
开关电源工作原理在讨论开关电源的工作原理之前，首先需要了解什么是开关电源。
开关电源是一种将输入直流或交流电源转换为所需输出电压或电流的电子设备。
相比于线性电源，开关电源具有体积小、效率高、稳定性好等优点，在各种电子设备中得到广泛应用。
下面我们将从开关电源的基本结构和工作原理两方面来进行讨论。
一、开关电源的基本结构一般来说，开关电源由以下几个基本部分组成：1.整流滤波器：用于将输入的交流电源或者变压器输出的交流电源经过整流滤波后得到较为稳定的直流电压信号。
2.开关电源控制器：控制开关管的开关状态，实现对输出电压的调节和稳定。
3.开关管：用来开关控制电源的工作状态，通常采用晶体管或者MOSFET。
4.变压器：用于调节输入输出电压的变压器。
5.输出滤波器：用于消除开关电源输出波形中的高频噪声。
二、开关电源的工作原理开关电源的工作原理基于开关管的开关控制，主要包括以下几个步骤：1.输入电源：开关电源首先接收输入交流或者直流电源，经过整流滤波器将其转换为稳定的直流电压。
2.开关管控制：开关管由开关电源控制器根据输出电压的反馈信号开关控制，根据需要开合，不断调节输出电压。
3.变压器转换：开关管的不断开合导致变压器的输入输出也在不断变化，通过变压器进行输入输出电压的变换。
4.输出滤波：开关电源通过输出滤波器消除输出波形的高频噪声，得到稳定的输出电压信号。
5.输出稳定：经过一系列控制和变换，最终获得稳定的输出电压或电流，满足设备的工作需求。
综上所述，开关电源通过开关管的控制和变压器的转换，实现对输入电源的调节和转换，最终得到稳定的输出电压或电流，从而保证设备正常工作。
开关电源在现代电子设备中具有重要作用，对于提高设备性能和节能减排具有重要意义。
开关电源作用是什么原理
开关电源作用是什么原理引言在现代电子设备中，开关电源扮演着至关重要的角色，它可以将交流电转换为稳定的直流电供给各种电子设备。
那么，开关电源是如何实现这一功能的呢？本文将介绍开关电源的工作原理及其在电子领域中的作用。
开关电源的工作原理开关电源的核心部分是开关电源主电路，由开关管、变压器、整流电路、电容和电感等组成。
其工作原理可以简述如下： 1. 变压器作用：开关电源先将输入的交流电通过整流电路转换为直流电，然后经过变压器变压降压。
2. 开关管控制：开关管充当开关的作用，通过控制开关管的导通和断开来调节输出电压。
3. 变压器传递能量：开关管导通时，变压器储存能量；开关管断开时，变压器释放储存的能量。
4. 电容滤波：电容用于对输出电压进行滤波处理，使输出电压更稳定。
5. 电感反馈：电感用于减小电压波动，提供稳定的输出电压。
开关电源在电子设备中的作用开关电源在电子设备中起到了至关重要的作用，主要体现在以下几个方面： 1. 稳定电压输出：开关电源能够稳定输出所需的直流电压，确保电子设备正常运行。
2. 体积小巧：相比传统的线性电源，开关电源具有体积小、重量轻的优势，更适合被集成到各种小型电子设备中。
3. 高效能耗：开关电源具有高能效转换率，能够减少能量损耗，节约能源。
4. 适应性强：开关电源的输出电压范围较广，可以适应不同电子设备的需求。
5. 可靠性高：开关电源采用先进的控制技术和保护电路，能够提高电子设备的可靠性。
结语总的来说，开关电源通过精密的电路设计和控制技术，将输入的交流电转换成稳定的直流电输出，为各种电子设备的正常运行提供了可靠的电源支持。
在今后的发展中，开关电源将继续发挥重要作用，为电子设备的高效、小型化和节能发展提供强大支持。
希望本文能为读者对开关电源的工作原理及作用有更深入的了解。
开关电源制作 与调试 pdf
开关电源制作与调试pdf开关电源在现代电子设备中起着至关重要的作用，因为它们提供了一个可靠且高效的方法来转换和调节电能。
开关电源的优点包括高效率、小体积和轻重量，使其成为许多应用的理想选择。
本文将介绍如何制作和调试一个简单的开关电源。
一、开关电源的工作原理开关电源通过控制开关管的导通和截止时间来调节输出电压或电流。
当开关管导通时，电能被存储在变压器中；当开关管截止时，存储的电能被释放到输出端。
通过改变开关管的导通和截止时间，可以调节输出电压或电流。
二、制作开关电源1. 确定规格：首先，确定所需的输出电压和电流规格。
这些规格将决定开关电源的规格和组件选择。
2. 选择组件：根据规格，选择适当的开关管、变压器、二极管、电容等组件。
确保所有组件都符合规格要求，并具有适当的耐压和电流容量。
3. 设计电路：根据工作原理，设计开关电源的电路。
确定输入和输出电压、电流，以及控制电路所需的反馈信号。
4. 搭建电路：将所有组件按照电路图组装在一起。
确保所有连接正确，并使用适当的绝缘材料将高压部分与其他部分隔离。
5. 测试：在接通电源之前，使用万用表测试电路的电阻、电压和电流等参数，确保所有组件正常工作且连接良好。
三、调试开关电源1. 初步测试：在接通电源之前，检查电路板上的所有连接，确保没有短路或断路。
使用万用表测量输入和输出电压、电流，确保它们在规定范围内。
2. 调整反馈：根据需要调整反馈信号，以稳定输出电压或电流。
这通常涉及调整运放器的反馈电阻，以改变其增益和带宽。
3. 测试效率：测量开关电源的效率。
在额定负载下，测量输入功率和输出功率，然后计算效率。
根据需要调整变压器和开关管的参数以提高效率。
4. 测试保护功能：确保开关电源具有适当的保护功能，例如过流保护和过压保护。
测试这些功能以确保它们正常工作。
5. 负载调整率：测试负载调整率以确保在变化的负载条件下，输出电压或电流保持稳定。
这涉及到在不同负载条件下测量输出电压或电流，并观察其变化。
开关电源的工作原理与维修
开关电源的工作原理与维修在现代电子设备中，开关电源作为一种常见的电源供应模块，被广泛应用于各种设备中，如电脑、手机充电器、电视等。
开关电源相比于传统的线性电源具有更高的效率和稳定性，因此备受青睐。
本文将介绍开关电源的工作原理以及常见的维修方法。
工作原理开关电源的工作原理主要基于三个关键元件：变压器、整流器和滤波器。
当输入交流电压被整流器转换为直流电压后，变压器通过开关管（如晶体管）来控制电流的开闭，进而实现将直流电压转换为高频脉冲信号。
这些脉冲信号经过变压器的变压作用，最终输出所需的稳定直流电压。
开关电源的高频工作使得其输出更为稳定、效率更高。
通过控制开关管的导通时间，可以调整输出电压的大小，实现对电压的精确控制。
同时，开关电源内部还配备了保护机制，如过流保护、过压保护等，确保设备和用户的安全。
维修方法尽管开关电源具有高效稳定的特点，但在长时间使用过程中仍可能出现各种故障。
以下是一些常见的开关电源故障及其维修方法：1.电容故障：开关电源中的电容可能会出现漏液、爆裂等情况，导致输出电压不稳定甚至无法正常工作。
此时需要更换损坏的电容并进行电源校准。
2.开关管故障：开关管长时间工作后可能会损坏，导致整个电源无法正常工作。
此时需要测量开关管的导通情况，确认是否需要更换新的开关管。
3.滤波器故障：滤波器在使用过程中可能会被过载、过压等问题影响而损坏，导致输出的电压波动较大。
对于此类故障，需要检查并更换损坏的滤波器。
4.散热系统故障：开关电源长时间工作会产生一定的热量，如果散热系统不良，可能导致电源温度过高而引发故障。
因此，定期清洁和确保散热系统正常工作至关重要。
在进行开关电源的维修时，应首先确保断开电源并排除电容器电压，避免触电危险。
同时，维修人员需要具备一定的电子知识和技能，以便更好地识别和解决各种故障。
总的来说，开关电源作为现代电子设备中不可或缺的部件，其工作原理和维修方法都需要得到深入理解和熟练掌握。
开关电源基本工作原理
开关电源基本工作原理
开关电源是一种将输入的交流电转换为高频脉冲电流，经过功率变换器变换为所需输出电压和电流的电源。
其基本工作原理如下：
1. 输入滤波：交流电输入经过输入滤波电路，去除输入电源中的高频噪声和干扰，得到纯净的直流电压。
2. 整流电路：纯净的直流电压经过整流电路，将交流电转换为脉动直流电压。
整流电路通常采用二极管桥等元件进行整流操作。
3. 滤波电路：脉动直流电压经过滤波电路，通过滤波电容和滤波电感进行平滑，并去除残余的交流成分，得到稳定的直流电压。
4. 开关控制器：稳定的直流电压通过开关控制器控制开关二极管或场效应管进行开关操作。
开关控制器根据输出电压的变化实时调整开关的工作状态，以保持输出电压的稳定。
5. 变压器：开关操作控制了变压器的磁通，实现了输入电压和输出电压的变换。
变压器通过电磁感应原理将输入电压转换为需要的较高或较低的输出电压。
6. 输出调节：经变压器变换后的电压通过输出调节电路进行稳定调节，保持输出电压在设定范围内的稳定性。
7. 反馈控制：开关电源通过反馈控制电路监测输出电压，并将监测到的输出电压与设定值进行比较，通过反馈控制器调整开关的工作频率和占空比，使输出电压保持稳定。
8. 保护功能：开关电源常常具备过压保护、过流保护、短路保护等功能，以保护电源和负载不受损坏。
通过以上工作原理，开关电源能够实现高效率的能量转换，使得电源输出电压稳定、可调节，并且具备较好的保护功能。
因此，在工业、通讯、家电等领域广泛应用。
可调开关电源电路原理
可调开关电源电路原理
首先，输入滤波部分主要是为了滤除输入电源中的高频杂散干扰，保
证输入端电压的稳定性。
它一般由电容和电感组成，电容用于滤波掉高频
噪声，电感用于减小电源波动。
其次，整流滤波部分主要是将交流输入电压转换为直流电压。
在可调
开关电源中，采用的是整流桥电路，可以将输入的交流电压转换为直流电压，通过电容进行滤波，使得输出电压尽量稳定。
接下来，是开关调节部分的原理。
该部分主要是通过可控器件（如晶
闸管、功率MOSFET等）进行开关闭合来调节输出电压。
当可控开关器件
导通时，输出电压接近输入电压；当可控开关器关闭时，输出电压接近零。
通过不断地开关调节，可以实现输出电压的可调。
最后，是输出滤波部分的原理。
该部分主要是通过电感和电容的组合，将开关调节后的输出电压进行滤波，进一步减小输出端的纹波幅度，使得
输出电压更加稳定。
总结起来，可调开关电源通过开关调节器件，结合滤波电路，实现对
输出电压的可调。
它具有输出电压稳定、效率高、体积小等优点，广泛应
用于各种电子设备中。
开关电源的原理与维修
开关电源的原理与维修电源是电子产品的重要组成部分，开关电源就是采用功率半导体器件作为開关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压，开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，接通时输入电源通过开关、滤波电路向负载提供能量，断开时电路中储能装置向负载释放开关接通时储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量。
开关电源节材、省电、效率高、体积和重量小，基本上取代了线性电源，是目前稳压电源的主导产品。
本文将介绍一款开关电源的工作原理及其故障维修。
标签：开关电源；原理；维修1 开关电源的工作原理（1）自激振荡电路：通电后AC220V电压经过整流滤波得300V直流电压，一路经开关变压器T1①②绕组加至开关管Q1D极，另一路经启动电阻R2加至Q1G极，Q1导通。
T1①②绕组电流增加，反馈绕组产生③正④负的感应电动势，经C10、R3加至Q1G极，Q1饱和导通，由于T1①②绕组电流不能突变，产生①负②正的电动势，反馈绕组产生③负④正的电动势，经过C10、R3加至Q1G 极，Q1截止，300V直流电压经过R2、R3对C10充电，随着充电的不断进行，C10上端电位逐渐上升，Q1管G极电压上升，当达到一定数值时，Q1管导通，Q1进入下一轮的振荡状态，周而复始。
在Q1管截止期间，T1通过次级绕组释放储存的能量，通过整流滤波电路获得所需的直流电压。
（2）稳压电路：稳压电路由Q101、ZD101、PCI等电路组成。
当开关电源输出电压升高时，通过取样电阻R104、R105加至Q101管b极的电压随之升高，由于Q101e极电压恒定，Q101的集电极电流增加，PCI①②脚的发光二极管亮度增加，PCI③④脚的等效电阻减小，T1反馈绕组③④电压经过D2整流，C13滤波后，经过R6、PCI加至Q2管b极电压增加，Q1管提前进入截止状态，T1储存的能量减少，使次级输出电压下降，反之则过程相反。
（3）保护电路：D1、R1、C7组成脉冲吸收回路，可以减小Q1截止时D 极的反峰电势，防止Q1被击穿。
开关电源的原理分析与维修
稳压调整电路
当电网电压或负载电流发生变化 时，滤波电路输出的直流电压的 幅值也将随之变化，因此，稳压 调整电路就是通过控制调整管的 两端压降使输出的直流电压基本 上不随交流电网电压和负载的变 化而变化。简单的小型稳压元件 如78XX系列稳压IC
2、开关电源
开关电源就是电网交流电压（220V）直接 整流滤波后得到+300V左右的电流电再通过 电路控制开关管进行高速的导通与截 止．将+300V直流电转化为高频率的交流电 提供给变压器进行降压！
但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压 器，所需的滤波电容的体积和重量也相 当大，而且电压反馈电路是工作在线性 状态，调整管上有一定的电压降，在输 出较大工作电流时，致使调整管的功耗 太大，转换效率低，还要安装很大的散 热片。这种电源不适合大型紧密的电子 设备的需要，将逐步被开关电源所取代。
线性电源的组成
整流滤波
开关变压器次级感应出的高频电压，经电 感电容整流滤波后输出+24V。
反馈
输出部分通过分压取样电路反馈给放大电 路与基准电压进行比较放大后控制脉宽调 制方波占空比，以达到稳定输出电压的目 的。
从图中可以看出，交流220V市电经直接整流和 初步滤波后成为末稳直流电压。该电压经T2初 级和开关调整管VT形成回路。由于开关调制而 工作于开关状态，所以通过T2初级线圈的电流 为脉冲电流，此电流经T2变换成为所需的电压， 经整流滤波而成为输出电压Vo。
线性电源
线性电源主要包括工频变压器、输出整流 滤波器、控制电路、保护电路等。
线性电源
线性电源是先将交流电经过变压器变压后， 再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直 流电压，最后经过调整管调整后输出稳定 的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过电 压反馈调整输出电压，这种电源技术很 成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也 很小，而且没有开关电源具有的干扰与 噪音。
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。
开关电源的工作原理及技术趋势
开关电源的工作原理及技术趋势开关电源是一种将交流电转换成直流电的电力转换装置。
它通过开关元件（如晶体管或MOS管等）的开通与断开，控制输入电流的通断，从而实现电能的转换。
开关电源的基本工作原理是将交流电输入后，通过整流电路将交流电转换成直流电。
然后，通过控制开关元件的开通与断开，将直流电转换成一系列的短脉冲信号。
接着，通过滤波电路将短脉冲信号转换成平稳的直流电。
通过稳压电路对输出电压进行调整和稳定。
开关电源的技术趋势主要体现在以下几个方面：1.高频化：为了提高能量转换效率和减小电路体积，开关电源逐渐向高频方向发展。
高频化可以缩小电感和电容的尺寸，降低开关元件的开关损耗，并减小输出滤波器的体积。
2.数字化：随着数字电源控制技术的发展，开关电源逐渐向数字化方向靠拢。
数字控制可以实现精确的开关控制比例，并具有较高的稳定性和可编程性。
数字化还可实现远程控制和监测。
3.集成化：为了减小电路体积和提高工作效率，开关电源逐渐向集成化方向发展。
集成化可以将多个电路组件集成到一个芯片或模块中，从而减少电路元件的数量和连接线路的长度，提高电路的可靠性和稳定性。
4.节能环保：随着全球环保意识的增强，开关电源逐渐向节能环保的方向发展。
新型开关电源采用先进的能量管理技术和低功耗元件，以提高能量转换效率，并减少对环境的影响。
5.可靠性增强：开关电源在工业控制、通信、计算机等领域的应用越来越广泛。
提高开关电源的可靠性成为一个重要的技术趋势。
通过使用高可靠性的元件、设计合理的散热系统和增强的故障保护措施，可以提高开关电源的可靠性和稳定性。
开关电源的工作原理是通过开关元件的开通与断开，实现交流电到直流电的转换。
未来开关电源的技术趋势主要包括高频化、数字化、集成化、节能环保和可靠性增强。
这些趋势将为开关电源的应用提供更高效、可靠和环保的解决方案。
ATX开关电源的工作原理和检修方法
ATX开关电源的工作原理和检修方法随着电脑的逐渐普及和深入到家庭，显示器已经成为维修界的一个亮点，ATX开关电源又将成为维修界的一个新的亮点。
本文以市面上最常见的LWT2005型开关电源供应器为例，详细讲解ATX开关电源的工作原理和检修方法，对其它型号的开关电源供应器，也起到一个抛砖引玉的作用。
一、概述计算机电源的主要功能是向计算机系统提供所需的直流电源。
一般计算机电源所采用的都是双管半桥式无工频变压器的脉宽调制变换型稳压电源。
它将市电整流成直流后，通过变换型振荡器变成频率较高的矩形或近似正弦波电压，再经过高频整流滤波变成低压直流电压的目的。
电源功率一般为250～300W，通过高频滤波电路共输出六组直流电压：+5V（25A）、-5V（0.5A）、+12V(10A)、-12V（1A）、+3.3V（14A）、+5VSB（0.8A）。
为防止负载过流或过压损坏电源，在交流市电输入端设有保险丝，在直流输出端设有过载保护电路。
二、工作原理ATX开关电源，电路按其组成功能分为：输入整流滤波电路、高压反峰吸收电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、PS信号和PG信号产生电路、主电源电路及多路直流稳压输出电路、自动稳压稳流与保护控制电路。
参照实物绘出电路图，如图1所示。
2.1、输入整流滤波电路只要有交流电AC220V输入，ATX开关电源，无论是否开启，其辅助电源就一直在工作，直接为开关电源控制电路提供工作电压。
图1中，交流电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0，经BD1—BD4整流、C5和C6滤波，输出300V左右直流脉动电压。
C1为尖峰吸收电容，防止交流电突变瞬间对电路造成不良影响。
TH1为负温度系数热敏电阻，起过流保护和防雷击的作用。
L0、R1和C2组成Π型滤波器，滤除市电电网中的高频干扰。
C3和C4为高频辐射吸收电容，防止交流电窜入后级直流电路造成高频辐射干扰。
2.2、高压尖峰吸收电路D18、R004和C01组成高压尖峰吸收电路。
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半桥变换器原理图
半桥变换器工作原理
• 分析半桥变换器电路我们可以看出，AC220V交流经过全波整流后 直流电压DC320V加在串联电容C1和C2两端,如果以串联电容C1和C2 的联接点为参考端，当开关管Q1导通，开关管Q2关断时，加在变压 器T上的电压为正DC160V，并且同名端为正，这时开关管Q2承受 320V电压，电流从C1正端流经Q1， T后返回到C1负端，当开关管Q2 导通，开关管Q1关断时，加在变压器T上的电压为负DC160V，并且 同名端为负，这时开关管Q1承受320V电压，电流从C2正端流经 T， Q2后返回到C1负端，这样在一个开关周期内正负电压交替加在变压 器T的初级端，从而完成了将直流电压转换成高频交流电压的过程。 • 为避免开关管Q1 ，Q2同时导通导致开关电源直流侧短路，线路 设计时，当开关管Q1 由导通转换为关断时，停留一个死区时间再导 通Q2，同理当开关管Q2 由导通转换为关断时，停留一个死区时间再 导通Q1，如果高频变压器的次级是全波整流，开关管Q1导通时变压器 同名端加正电压， Q1 刚关断时变压器初级侧电流不能瞬时就变为零， 并且要沿原来的流向继续流动，这时变压器同名端电压为负，这
高压开关电源原理图
高压电源调试
• • • • • • • • • • 参考原理图；下板接通AC220电源，观察以下情况： 控制变压器输出AC8V-------AC9V电压。 稳压管D26输出+15V电压。 稳压管D25输出+15V电压。 二极管D7，D12输出+20V-------+21V电压。 稳压器U1输出+5V电压。 电阻R33. R39输出+7V左右电压。 电容C40, C41, 端电压相等，输出+160V左右电压。 输出端子T0电压0----180V可调。 电位器W3调整到1.65K。
作业
• • • • 1：描述电感的充放电过程，回路电阻为零时电感的充放电波形 2：电感放电时，开关已经断开，电感中的能量如何释放掉。 3：描述半桥开关电源原理，推导输出电压Vo与输入电压Vin关系。 4：电源调试中，如何检测电源给定值与反馈值处在正常的工作状态。
• 示波器地线接D16负端，探头接D17负端，有35KHz脉冲波，幅值 +12,-8V • 示波器地线接D11负端，探头接D10负端，有35KHz脉冲波，幅值 +12,-8V
• • • • • • • • • •
将电源接通AC220电源，观察以下情况： 1.控制变压器输出AC8V-------AC9V电压。 2.稳压管D20输出+15V电压。 3.二极管D10输出+24V-------+23V电压。 4.二极管D15输出+24V-------+23V电压。 5.稳压器U1输出+5V电压。 6.电阻R46. R52输出+8V左右电压。 7.电容C40, C41 端电压相等，输出+160V左右电压。 8.电位器W1调整到0.75K。 示波器地线接D14负端，探头接D13负端，有32KHz脉冲波，幅值 +15,-8V • 示波器地线接D19负端，探头接D18负端，有32KHz脉冲波，幅值 +15,-8V
•
• 开的开关触点之间产生电弧放电，如果触点之间距离变大感应电压会 自动变大以维持此电弧，在此节段电流很快变为零，电感储存的能量 以电火花和热量的形式消耗掉，由此可见电感中的电流是不能断续的， 而电流变化率可以突变，既感应电压可以突变，电感两端的电压随着 开关的闭合或断开，方向在变化，开关闭合，电感两端的感应电压与 电源电压反向，开关断开，电感两端的感应电压与电源电压同向，顾 名思义，开关电源就是开关不断的闭合或断开，使电感不断的储能和 放能，当开关闭合时电源电压加在电感两端，电流沿斜线上升，当开 关断开电感两端的感应电压反向，电流沿斜线下降，如果电感上电流 增加量等于电感上电流减小量，则电感在每个开关周期处于稳态，并 能持续不断的工作下去，VoN*ToN=VoFF*ToFF,既开关导通时加在电感 两端的电压乘以导通时间等于开关断开时加在电感两端的电压乘以断 开时间，电压同时间之积称为伏秒数，既开关导通伏秒数等于开关断 开时伏秒数。
开关电源调压原理
• 开关电源通过对占空比的调节，就能达到稳压的目的，当负载加大， 输出电压被拉低，通过反馈，脉宽调制器让开关管导通时间延长压的稳定，当负载变小， 输出电压就会升高，通过反馈，脉宽调制器让开关管导通时间变小， 占空比变小，导致输出电压又变低，这样输出电压不随负载的变化而 变化，实现了输出电压稳定的目的。 • 当输入电压Vdc不稳定，输入电压变大或变小，脉宽调制器将以同 样的比例增大或减小输出脉冲宽度，导致开关管导通或截止时间变化， 既占空比跟随输入电压变化而改变，使输出电压不随输入电压的变化 而变化，实现了输出电压稳定的目的。
• 的反馈值加到电路内的误差放大器同相输入端1脚，正常情况下， 1 脚电平与2脚电平相等或略高，当输出电压变高时，1脚电平高于2脚 电平，误差放大器输出误差电压与电路内锯齿波发生器产生的锯齿波 信号在PWM比较器中进行比较使输出的脉冲宽度变窄，从而导至输 出电压回落到标准值，反之则促使脉冲宽度增加，输出电压回升，调 节给定电位器将产生不同的输出电压。
• 2:参考图B: 开关导通时，伏秒数VIN*ToN，开关断开时，伏秒数 (Vo-VIN)*ToFF, VIN*ToN=( Vo-VIN)*ToFF VIN*(ToN+ ToFF)=Vo* ToFF Vo = VIN (1+ToN/ ToFF)= VIN *(1+D/1-D) )= VIN *1/1-D,得到开关电源输 出电压Vo = VIN *1/1-D,电源输出电压和输入电压与占空比相关。 • 3:参考图A: 开关导通时伏秒数(VIN-Vo)*ToN，开关断开时伏秒数 Vo*ToFF, (VIN-Vo)*ToN =( Vo-VIN)*ToFF VIN*ToN- Vo *ToN=Vo* ToFF Vo(ToN+ ToFF) = VIN ToN VO= VIN ToN /(ToN+ ToFF),得到开关电源输出电压Vo = VIN *D,既开关电源输出电压等于输 入电压与占空比之积
整机调试
• 整机调试
：
• 输出地线与机壳地线是否连通 • 不连接高压输出线，连接好工作地，注意高压输出端应绝缘，启动仪 器，升电压值30000V左右停止，观察表头是否有异常，听仪器是否 有异常声音，保持30分钟左右， • 连接高压输出线，此时高压输出线应接到电容端，注意接好地线，启 动电源根据故障距离升至电压到25000V到28000V左右，打火30分钟， 间隔7秒左右， • 观察打火的同时电源有无拉弧及局部打火，功率管是否过热，（80度 以上过热）
TL494框图
脉宽调制控制波形图
脉宽调制控制器工作原理
• 脉宽调制控制器TL494是16脚集成电路，14脚输出+5V基准电压， 振荡频率由5脚外接电容及6脚外接电阻决定频率大小，f=1.1/R*C,电 路内锯齿波发生器产生锯齿波信号与控制信号同时输入电路内的脉宽 调制比较器PWM进行比较，随着控制信号电平的变化，脉宽调制比 较器PWM将输出不同脉宽的脉冲，同理死区比较器产生一个固定脉 宽的脉冲保证输出脉冲不会导致半桥的两个开关管同时导通， • 锯齿波信号脉冲同时输入电路内T触发器,每输入一个脉冲，输出端 就变化一次，这样T触发器输出Q和Q非将固定频率的脉冲2分频产生 两路反向的输出，分别去控制半桥的两个开关管，使开关管Q1导通时 开关管Q2断开，而开关管Q2导通时开关管Q1断开，从而形成两个开 关管交替导通断开，把直流电变成高频的交流电，再通过高频变压器 的升降压，整流及滤波产生我们需要的电压。 • TL494是如何实现稳压的，给定电位器将+5V电压变为可调电压 (0---5V),加到TL494电路内的误差放大器反相输入端2脚，而输出电压
•
将导致并在开关管Q2上的二极管D2导通，将存在初级线圈的能量 反馈到电容C2上，变压器同名端电压比C2负端低一个二极管压降， 形成电流泄放通道，同理Q2 由导通转换为关断时二极管D1导通，将 存在初级线圈的能量反馈到电容C1上，形成另一路电流泄放通道。 • 在Q1 由导通转换为截止时的半个周期中，电感L上的电流增加量 等于电流减小量。 • • • • • • Q1 导通， VL-Vo=L* dI/dt =L * dI/ToN dI=(VL-Vo)*ToN /L Q1 截止， Vo=L* dI/dt =L * dI/ToFF dI=Vo*ToFF /L Q1 导通到截止时，电流增加量dI等于电流减小量dI ( VL-Vo)*ToN /L=Vo*ToFF/L VL* ToN=Vo(ToN+ToFF)=Vo*Ts, Vo= VL *ToN/Ts= VL*D 从以上的推导可以看出，半桥型开关电源输出全波整流时输出电 压等于输入电压与占空比之积。
开关电源的三种拓扑
开关电源的工作原理
• 1：参考图A: 开关导通时电源电压加在电感两端，电感电流线性增加， 电源能量储存在电感中，开关断开时，由于电感两端通过二极管串联 了电容，电感两端产生的反向感应电压将不会通过开关触点放电而释 放能量，而是通过二极管对电容进行充电，由于电容的加入，负载两 端将出现固定的电压，如果电感上充电电流增加量等于电感上放电电 流减小量,开关电源的开关不断通断将给电感不断充放电，平衡时开关 导通时伏秒数等于开关断开时伏秒数， VoN*ToN=VoFF*ToFF,如果忽 略开关压降及二极管压降，VoN/VoFF=ToFF/ToN,Vo=VIN*ToN/ToFF,占 空比：D=ToN/ToN+ToFF=1/1+ToFF/ToN,最后推导得:ToN/ToFF=D/1-D, 得到电容两端电压既负载电压Vo=VIN*ToN/ToFF=VIN*D/1-D，可见同 过改变占空比就可以改变开关电源输出电压。
开关电源原理及调试
电感的充放电波形图