4.桥式开关电源的实际电路
开关电源：单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
图 2.4 单端正激式开关电源
单端反激式开关电源 反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励 时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的 激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式 开关电源。反激式开关电源是在反极性（Buck—Boost）变换器的基础上演 变而来的，它具有以下优点： 比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感及一个续流二极管，因此，体积 比正激式开关电源的要小，且成本也要低。
C18 Q5 C1815 22u50V
+
D17 R21 1N4148 12k
R27 1.5k
HW.79 94V-0
S-100N-R5
2000-11-21
+
C17 1u50V
MW
S-100-24 IN 110VAC 1.9A IN 220VAC 0.8A OUT 24VDC 4.5A
TL494 管脚功能及参数
+
R3 100R 2W 102 1kV FMX 1
C2
+V +V
1k 2W
C1 +
SCK054
TF-096
C3
D3S B-60 -0.5
N C10 4.7u50V T2 D7 R6 T028 15R
3A250V R13 580k 1/2W RT C6 220u 200V 470u 35V x5
开关电源：单管自激，反激，推挽，半桥，全桥
单端正激式开关电源 正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正被直流电压激励 时，变压器的次级线圈正好有功率输出。它是在 BUCK 电路的开关管 Q 与续 流二极管 D 之间加入单端变压隔离器而得到的。它具有以下优点： 1) 正激变换器利用高频变压器的一次侧、二次侧绕组隔离的特点，可以方 便的实现交流电网和直流输出之间的隔离。 2) 正激变换器电路简单，成本很低，能方便的实现多路输出。 3) 正激变换器只有一个开关管，只需一组驱动脉冲；其对控制电路的要求 比双端变换器低。
开关电源电路详解
FS1:由变压器计算得到Iin值，以此Iin值(0.42A）可知使用公司共享料2A/250V，设计时亦须考虑Pin（max）时的Iin是否会超过保险丝的额定值.TR1（热敏电阻）:电源启动的瞬间，由于C1（一次侧滤波电容）短路，导致Iin电流很大，虽然时间很短暂,但亦可能对Power产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻，以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A,230V/60A），但因热敏电阻亦会消耗功率,所以不可放太大的阻值（否则会影响效率），一般使用SCK053(3A/5Ω），若C1电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上）。
VDR1(突波吸收器):当雷极发生时,可能会损坏零件，进而影响Power的正常动作，所以必须在靠AC 输入端（Fuse之后),加上突波吸收器来保护Power（一般常用07D471K)，但若有价格上的考虑,可先忽略不装。
CY1，CY2(Y-Cap）：Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容，若AC Input有FG（3 Pin)一般使用Y2- Cap ，AC Input若为2Pin(只有L，N）一般使用Y1-Cap，Y1与Y2的差异，除了价格外(Y1较昂贵），绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘，绝缘耐压约为Y2的两倍，且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1)，此电路蛭蠪G所以使用Y2-Cap,Y—Cap会影响EMI特性，一般而言越大越好,但须考虑漏电及价格问题，漏电（Leakage Current )必须符合安规须求（3Pin公司标准为750uA max）。
CX1（X-Cap)、RX1:X-Cap为防制EMI零件，EMI可分为Conduction及Radiation两部分，Conduction 规范一般可分为： FCC Part 15J Class B 、 CISPR 22(EN55022） Class B 两种 , FCC测试频率在450K～30MHz,CISPR 22测试频率在150K～30MHz，Conduction可在厂内以频谱分析仪验证，Radiation 则必须到实验室验证，X—Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效，一般而言X-Cap愈大，EMI防制效果愈好(但价格愈高)，若X-Cap在0。
桥式开关电源的实际电路
整流器
01
02
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整流器的作用
整流器用于将交流电转换 为直流电，为开关电源提 供稳定的直流输入。
整流器的种类
整流器分为半波整流器和 全波整流器，其中全波整 流器又分为桥式整流器和 变压器整流器等。
整流器的选择
根据实际需要选择合适的 整流器，如需要高效率的 转换可选择开关整流器。
输入保护电路
输入保护电路的作用
它通常采用晶体管或场效应管，具有较高的开关速度和较低的导通损耗。
在开关管导通时，电流通过变压器原边线圈，将能量储存于磁场中；在开关管关断 时，磁场能量通过变压器传递到副边线圈，实现电压转换。
变压器
变压器是桥式开关电 源中的重要元件，负 责实现电压的变换和 隔离。
变压器还具有隔离作 用，将输入和输出电 路隔离，保证安全。
电流反馈环路通常由电流互感器、运放等元件组成，通过负 反馈原理实现电流的精确控制。
保护电路
过流保护
当开关管的工作电流超过设定值 时，过流保护电路会立即关断
PWM信号，以保护开关管不会因 过流而损坏。
过压保护
当输出电压超过设定值时，过压保 护电路会立即关断PWM信号，以 保护后级电路不会因过压而损坏。
输入保护电路用于保护开关电源免受过电压、过电流等异常情况 的影响，提高电源的可靠性和稳定性。
输入保护电路的种类
输入保护电路包括过电压保护电路、过电流保护电路和过热保护电 路等。
输入保护电路的实现方式
输入保护电路的实现方式有多种，如比较器、继电器、可控硅等。
03
功率转换电路
开关管
开关管是桥式开关电源中的核心元件，负责控制电源的通断。
电路组成
输入整流器
输入整流器的作用是将输入的 交流电转换为直流电，为储能
三相桥式整流与单相桥式整流的切换原理
三相桥式整流与单相桥式整流的切换原理1. 介绍整流的概念与作用整流是指将交流电转换为直流电的过程。
在电力系统中，交流电是主要的电力传输方式，但在许多电气设备中，需要使用直流电源进行工作。
整流技术在电力转换和控制中起着至关重要的作用。
2. 三相桥式整流的基本原理三相桥式整流器是一种常用的整流电路，其基本原理是利用三相交流电源，通过六个二极管将其转换为直流电源。
在正半周和负半周的工作方式下，分别经过不同的二极管进行整流，最终输出稳定的直流电源。
这种整流方式具有输出电流大、波纹小、效率高等特点，适用于大功率的电力系统。
3. 单相桥式整流的基本原理单相桥式整流器是一种使用单相交流电源的整流电路，通过四个二极管和一个负载电阻将交流电转换为直流电。
在正半周和负半周的工作方式下，分别经过不同的二极管进行整流，同样可以实现稳定的直流输出。
这种整流方式适用于小功率的电力系统，成本低、结构简单。
4. 三相桥式整流与单相桥式整流的切换原理在实际电力系统中，有时需要根据不同的功率需求或电力负载情况，灵活地切换在三相桥式整流和单相桥式整流之间。
其切换原理主要通过控制电路和开关电源实现。
通过控制开关电源的导通和断开，可以在三相桥式整流器和单相桥式整流器之间进行切换，以满足不同的电力需求。
5. 切换原理的应用三相桥式整流与单相桥式整流的切换原理在实际生产中有广泛的应用。
例如在电力系统维护中，当某个电路出现故障时，可以通过切换原理切换到备用的单相桥式整流器，保证正常的电力供应。
又如在某些特定的工业生产中，需要根据不同的工艺要求选择不同的整流方式，也可以通过切换原理来实现。
6. 结语三相桥式整流与单相桥式整流的切换原理是电力系统设计与控制中的重要内容，通过合理的切换方式，可以有效地保障电力系统的稳定运行。
在今后的工程实践中，需要不断深入研究和实践，以适应不同领域的电力需求。
通过以上全面的介绍，读者可以更加全面地了解三相桥式整流与单相桥式整流的切换原理，相信对于电气工程师和相关领域的专业人士会有所帮助。
ATX开关电源的原理
上图工作原理简述：220V交流电经过第一、二级EMI滤波后变成较纯净的50Hz交流电，经全桥整流和滤波后输出300V 的直流电压。
300V直流电压同时加到主开关管、主开关变压器、待机电源开关管、待机电源开关变压器。
由于此时主开关管没有开关信号，处于截止状态，因此主电源开关变压器上没有电压输出，上图中的-12V至+3.3V，5组电压均没电压输出。
但我们同时注意到，300V直流电加到待机电源开关管和待机电源开关变压器后，由于待机电源开关管被设计成自激式振荡方式，待机电源开关管立即开始工作，在待机电源开关变压器的次级上输出二组交流电压，经整流滤波后，输出+5VSB和+22V电压，+22V电压是专门为主控IC供电的。
+5VSB加到主板上作为待机电压。
当用户按动机箱的Power启动按键后，（绿）色线处于低电平，主控IC内部的振荡电路立即启动，产生脉冲信号，经推动管放大后，脉冲信号经推动变压器加到主开关管的基极，使主开关管工作在高频开关状态。
主开关变压器输出各组电压，经整流和滤波后得到各组直流电压，输出到主板。
但此时主板上的CPU仍未启动，必须等+5V的电压从零上升到95%后，IC检测到+5V上升到4.75V时，IC发出P.G信号，使CPU启动，电脑正常工作。
当用户关机时，绿色线处于高电平，IC内部立即停止振荡，主开关管因没有脉冲信号而停止工作。
-12至+3.3的各组电压降至为零。
电源处于待机状态。
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。
由高压直流到低压多路直流的这一过程也可称DC-DC变换，是开关电源的核心技术。
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。
保护电路的工作原理：在正常使用过程中，当IC检测到负载处于：短路、过流、过压、欠压、过载等状态时，IC内部发出信号，使内部的振荡停止，主开关管因没有脉冲信而停止工作。
一种基于全桥式变压器开关电源的电路设计应用
一种基于全桥式变压器开关电源的电路设计应用
全桥式变压器开关电源的工作原理
全桥式变压器开关电源工作原理与推挽式变压器开关电源以及半桥式变压器开关电源的工作原理是很相似的，我下面先来了解全桥式变压器开关电源工作原理。
如下图1所示是全桥式变压器开关电源工作原理图。
图中，K1、K2、K3、K4是4个控制开关，它们被分成两组；K1和K4为一组，K2和K3为另一组。
开关电源工作的时候，总是一组接通，另一组关断，两组控制开关轮流交替工作；T为开关变压器，N1为变压器的初级线圈，N2为变压器的次级线圈；Ui为直流输入电压，R为负载电阻；uo为输出电压，io为流过负载的电流。
从上面的原理图中可以看出，控制开关K1和K4与控制开关K2和K3正好组成一个电桥的两臂，变压器作为负载被跨接于电桥两臂的中间。
因此，我们把图1的电路称为全桥式开关电源电路。
图中，当控制开关K1和K4接通时候，电源电压Ui被加到变压器初级线圈N1绕组的a、b两端，同时，由于电磁感应的作用在变压器次级线圈N2绕组的两端也会输出一个与N1绕组输入电压Ui成正比的电压，并加到负载R的两端，使开关电源输出一个正半周电压。
当控制开关控制开关K1和K4由接通转为关断的时候，控制开关K2和
K3则由关断转为接通，电源电压Ui被加到变压器初级线圈N1绕组的b、a 两端;同理，由于电磁感应的作用在变压器次级线圈N2绕组的两端也会输出一个与N1绕组输入电压成正比的电压，并加到负载R的两端，使开关电源。
开关电源电路结构及工作原理
开关电源电路结构及工作原理主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。
主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。
开关电源(直流变换器)的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。
开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。
1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T 及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。
1.2. 并联式结构并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输出端负载成并联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T 对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时，续流二极管D导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。
由此可见，并联式结构中，可以获得高于输入电压的输出电压，因此为升压式变换。
并且为了获得连续的负载电流，并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。
1.3.极性反转型变换器结构极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。
电路的基本结构特征是：在主回路中，相对于输入端而言，电感器L与负载成并联。
开关电源原理与设计-经典(免费)
开关电源原理与设计世纪电源网-论坛第一章开关电源的基本工作原理1-1．几种基本类型的开关电源1-2．串联式开关电源1-2-1．串联式开关电源的工作原理1-2-2．串联式开关电源输出电压滤波电路1-2-3．串联式开关电源储能滤波电感的计算1-2-4．串联式开关电源储能滤波电容的计算1-3．反转式串联开关电源1-3-1．反转式串联开关电源的工作原理1-3-2．反转式串联开关电源储能电感的计算1-3-3．反转式串联开关电源储能滤波电容的计算1-4．并联式开关电源1-4-1．并联式开关电源的工作原理1-4-2．并联式开关电源输出电压滤波电路1-4-3．并联开关电源储能电感的计算1-4-4．并联式开关电源储能滤波电容的计算1-5．单激式变压器开关电源1-5-1．单激式变压器开关电源的工作原理1-6．正激式变压器开关电源1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理1-6-2．正激式变压器开关电源的优缺点1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数计算1-6-3-1．正激式变压器开关电源储能滤波电感和储能滤波电容参数的计算1-6-3-2．正激式开关变压器参数的计算1-6-3-2-1．变压器初级线圈匝数的计算1-6-3-2-2．变压器初、次级线圈匝数比的计算1-7．反激式变压器开关电源工作原理1-7-1．反激式变压器开关电源工作原理1-7-2．开关电源电路的过渡过程1-7-3．反激式变压器开关电源电路参数计算1-7-3-1．反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算1-7-3-2．反激式开关变压器参数的计算1-7-3-2-1．反激式开关变压器初级线圈匝数的计算1-7-3-2-2．反激式开关变压器初级线圈电感量的计算1-7-3-2-3．变压器初、次级线圈匝数比的计算1-7-4．反激式变压器开关电源的优缺点1-8．双激式变压器开关电源1-8-1．推挽式变压器开关电源的工作原理1-8-1-1．交流输出推挽式变压器开关电源1-8-1-2．整流输出推挽式变压器开关电源1-8-1-3．推挽式变压器开关电源储能滤波电感、电容参数的计算1-8-1-3-1．推挽式变压器开关电源储能滤波电感参数的计算1-8-1-3-2．推挽式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算1-8-1-4．推挽式开关变压器参数的计算1-8-1-4-1．推挽式开关变压器初级线圈匝数的计算1-8-1-4-2．推挽式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算A）交流输出推挽式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算B）直流输出电压非调整式推挽开关变压器初、次级线圈匝数比的计算C）直流输出电压可调整式推挽开关变压器初、次级线圈匝数比的计算1-8-1-5．推挽式开关电源的优缺点1-8-2．半桥式变压器开关电源1-8-2-1．交流输出半桥式变压器开关电源1-8-2-2．交流输出单电容半桥式变压器开关电源1-8-2-3．整流输出半桥式变压器开关电源1-8-2-4．半桥式开关电源储能滤波电感、电容参数的计算A）半桥式开关电源储能滤波电感参数的计算B）半桥式开关电源储能滤波电容参数的计算1-8-2-5．半桥式开关变压器参数的计算A）半桥式开关变压器初级线圈匝数的计算B）交流输出半桥式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算C）直流输出电压非调整式半桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算D）直流输出电压可调整式半桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算1-8-2-6．半桥式变压器开关电源的优缺点1-8-3．全桥式变压器开关电源1-8-3-1．全桥式变压器开关电源的工作原理1-8-3-2．整流输出全桥式变压器开关电源1-8-3-3．全桥式开关电源储能滤波电感、电容参数的计算A）全桥式开关电源储能滤波电感参数的计算B）全桥式开关电源储能滤波电容参数的计算1-8-3-4．全桥式开关变压器参数的计算A）全式开关变压器初级线圈匝数的计算B）交流输出全桥式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算C）直流输出电压非调整式全桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算D）直流输出电压可调整式全桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算1-8-3-5．全桥式变压器开关电源的优缺点1-9．第一章总结第一章开关电源的基本工作原理1-1．几种基本类型的开关电源顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。
ATX电源电路工作原理及故障分析详解
计算机开关电源基本结构及原理一、计算机开关电源的基本结构1．ATX电源与AT电源的区别目前计算机开关电源有AT和ATX两种类型。
ATX电源与AT电源的区别为：1）待机状态不同ATX电源增加了辅助电源电路，只要220V市电输入，无论是否开机，始终输出一组+5V SB待机电压，供PC机主板电源监控单元、网络通信接口、系统时钟芯片等使用，为ATX电源启动作准备。
2）电源启动方式不同AT电源采用交流电源开关直接控制电源的通断，ATX电源则采用点动式电源启闭按钮，实质是用PS-ON直流控制信号启动/关闭电源。
具有键盘开/关机、定时开/关机、Modem唤醒远程开／关机、软件关机等控制功能。
3）输出电压不同AT电源共有四路输出(±5V、±12V)，另向主板提供一个PG电源准备就绪的信号。
ATX电源PW-0K信号与PG信号功能相同，还增加了+、+5V SB供电输出和PS-ON电源启闭控制信号，其中+向CPU、PCI总线供电。
各档电压的输出电流值大约如下：+5V +12V -5V -12V + +5V SB21A 6A 0.3A 0.8A 14A 0.8A4）主板综合供电插头接口不同AT电源的6芯P8和P9电源插头，在ATX结构中被20芯双列直排插头所替代，具有可靠的防插反装置。
对于Pentium 4机型的ATX电源，除大4芯(D形)和小4芯电源接口插头外，还增加4芯12V CPU专用电源插头及6芯+、+5V电源增强型插头。
2．计算机开关电源的基本结构目前，计算机电源大多采用他激双管半桥定频调宽式开关电源。
电源中还输出一个特殊的“POWER GOOD”信号。
电源开启后PG信号为低电平，送给系统时钟电路，由该信号产生一个复位信号(RESET)用于系统复位。
经100～500ms的延时后，PG信号由低电平变成高电平，系统复位结束，主机启动并开始正常运行。
PG信号作用就是当电源输出的直流电压均稳定后，才使系统初始化复位，以保证计算机系统状态的稳定与可靠。
全桥式变压器开关电源工作原理
全桥式变压器开关电源⼯作原理全桥式变压器开关电源全桥式变压器开关电源也属于双激式变压器开关电源。
它同时具有推挽式变压器开关电源电压利⽤率⾼，⼜具有半桥式变压器开关电源耐压⾼的特点。
因此，全桥式变压器开关电源经常⽤于⼯作电压⾼，输出⼤功率⼤的场合。
1-8-3-1．全桥式变压器开关电源的⼯作原理图1-47是全桥式变压器开关电源⼯作原理图。
图中，K1、K2、K3、K4是4个控制开关，它们被分成两组；K1和K4为⼀组，K2和K3为另⼀组。
开关电源⼯作的时候，总是⼀组接通，另⼀组关断，两组控制开关轮流交替⼯作；T为开关变压器，N1为变压器的初级线圈，N2为变压器的次级线圈；Ui为直流输⼊电压，R为负载电阻；uo为输出电压，io为流过负载的电流。
从图1-47原理图中可以看出，控制开关K1和K4与控制开关K2和K3正好组成⼀个电桥的两臂，变压器作为负载被跨接于电桥两臂的中间。
因此，我们把图1-47的电路称为全桥式开关电源电路。
图1-47中，当控制开关K1和K4接通时候，电源电压Ui被加到变压器初级线圈N1绕组的a、b两端，同时，由于电磁感应的作⽤在变压器次级线圈N2绕组的两端也会输出⼀个与N1绕组输⼊电压Ui成正⽐的电压，并加到负载R的两端，使开关电源输出⼀个正半周电压。
当控制开关控制开关K1和K4由接通转为关断的时候，控制开关K2和K3则由关断转为接通，电源电压Ui被加到变压器初级线圈N1绕组的b、a两端；同理，由于电磁感应的作⽤在变压器次级线圈N2绕组的两端也会输出⼀个与N1绕组输⼊电压成正⽐的电压，并加到负载R的两端，使开关电源输出⼀个负半周电压。
全桥式变压器开关电源⼯作原理与推挽式变压器开关电源以及半桥式变压器开关电源的⼯作原理是很相似的，因此，分析⽅法也基本相同。
下⾯我们进⼀步详细分析全桥式变压器开关电源的⼯作原理。
当控制开关K1和K4接通时候，电源电压Ui被加到变压器初级线圈N1绕组的a、b两端，在变压器初级线圈N1绕组中将有电流经过，通过电磁感应会在变压器的铁⼼中产⽣磁场，并产⽣磁⼒线；同时，在初级线圈N1绕组的两端要产⽣⾃感电动势e1，在次级线圈N2绕组的两端也会产⽣感应电动势e2；感应电动势e2作⽤于负载R的两端，从⽽产⽣负载电流。
1000W全桥型开关稳压电源设计—课程设计
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：1000W全桥型开关稳压电源设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要本实验设计了一台输出电压为48V稳压范围宽、大功率的全桥型开关稳压电源,并给出了实验波形。
在实验中主要运用了软开关PWM 技术，给出了高频变压器、PWM 控制及移相控制全桥零电压开关-脉宽调制变换电路的详细设计方法。
开关电源采用功率半导体器件作为开关器件,通过周期性间断工作,控制开关器件的占空比来调整输出电压。
本设计中采用220v 的交流输入电压,反激式电源采用在100w 以下的电路,而本电源设计最大功率达到1000w,输出地额定电流为20A左右，设计采用了AC-DC-AC-DC 变换方案。
一次整流后的直流电压,经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数,再经全桥变换电路逆变后,由高频变压器隔离降压,最后整流输出直流电压。
在设计中,首先画出主电路图,主电路图由整流电路、全桥电路组成。
全桥电路的开关元件使用的是MOSFET。
并说明其工作原理,再通过基本计算,选择触发电路和保护电路的结构以及晶闸管的型号和变压器的变比及容量,完成本设计的任务。
关键词: 开关电源；PWM技术；移相控制；高频变压器第1章绪论1.1 电力电子技术概况电力电子技术这一名称是在20 世纪60 年代出现的。
电力电子技术,顾名思义,就是应用于店里领域的电子技术。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,店里变化通常可分为四大类,即交流变直流(AC-DC)、直流变交流(DC-AC)、直流变直流(DC-DC)、交流变交流(AC-AC)。
在我国的学科分类中,电气工程是一个一级学科,它包含五个二级学科,即电力系统及其自动化、电机与电器、高压电与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术。
六款简单的开关电源电路设计,内附原理图详解
六款简单的开关电源电路设计，内附原理图详解简单的开关电源电路图（一）简单实用的开关电源电路图调整C3和R5使振荡频率在30KHz-45KHz。
输出电压需要稳压。
输出电流可以达到500mA.有效功率8W、效率87%。
其他没有要求就可以正常工作。
简单的开关电源电路图（二）24V开关电源，是高频逆变开关电源中的一个种类。
通过电路控制开关管进行高速的道通与截止，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！24V开关电源的工作原理是：1.交流电源输入经整流滤波成直流;2.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;3.开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载;4.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。
24v开关电源电路图简单的开关电源电路图（三）单端正激式开关电源的典型电路如下图所示。
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。
在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。
为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50％。
由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。
电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。
简单的开关电源电路图（四）推挽式开关电源的典型电路如图六所示。
它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。
电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器Ｔ次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。
开关电源典型电路及常见故障分析
开关电源典型电路及常见故障分析黄金萍【摘要】Switching power supply is known as high efficiency and energy conservation.It is of high efficency because of its less power consumption.Therefore,it has become the main product for voltage stabilization.In this paper,typical functional circuit of switching power supply,to-gether with its fault is expounded.%开关电源被誉为高效节能型电源，由于自身消耗功率小，因而效率高，目前成为稳压电源的主流产品。
本文主要阐述开关电源中的典型功能电路及常见故障分析。
【期刊名称】《长江工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P13-15)【关键词】开关电源;典型电路;故障分析【作者】黄金萍【作者单位】珠海城市职业技术学院，广东珠海 519000【正文语种】中文【中图分类】TM86随着电子产品向小型化和节能环保方向发展，采用开关电源供电是电子产品的一大变革，开关电源由于其功耗低、效率高、体积小、重量轻，成为稳压电源的发展方向，近年来已被广泛应用于各类电子产品中。
1 典型开关电源的电路结构典型开关电源通常由输入抗电磁干扰（EMI）滤波器、工频整流滤波电路，功率变换电路、PWM控制器，高频整流滤波电路、电压反馈电路以及辅助电路等组成，其组成如图1所示。
图1 电路结构框图1.1 EMI滤波器在AC／DC变换器中，EMI滤波器用以隔离电网与开关电源之间的射频干扰，起着双向滤波的作用，一方面对输入交流电网中的电磁噪声及干扰进行抑制，防止进入直流侧；另一方面也防止直流侧的高频杂波回馈到交流电网。
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。
全桥开关稳压电源解读
目录第一章前言 (1)1.1 开关电源技术的发展状况 (1)1.2 开关电源定义 (2)1.3 开关电源的发展历史及其应用范围 (2)1.4 开关电源控制技术分析研究 (4)1.5 全桥开关电源应用技术 (4)1.6 本设计的内容及参数 (4)第二章电子元器件及部分电路介绍 (6)2.1 二极管组成电路分析 (6)2.1.1 整流桥电路 (7)2.1.2 稳压管稳压电路 (8)2.2 三极管及其组成电路分析 (9)2.2.1 图腾柱驱动电路 (10)2.2.2 共射放大电路 (10)2.3 场效应管及其组成电路分析 (12)2.3.1 场效应晶体管组成的开关驱动电路 (12)第三章全桥拓扑原理 (14)3.1基本工作原理 (14)3.2 全桥变换器设计 (16)3.2.1 最大导通时间、初级绕组圈数选择 (16)3.2.2 初级电流、输出功率、输入电压的关系 (16)3.2.3 初级线径的选择 (16)3.3 变压器初级隔直电容的选择 (17)第四章 UC3895芯片外围电路设计 (18)4.1 UC3895介绍 (18)4.1.1 UC3895原理框图及特点 (18)4.1.2 UC3895引脚功能 (19)4.2 UC3895 外围电路计算 (20)第五章全桥开关电源硬件设计 (22)5.1 稳压恒流电路的设计 (22)5.2 辅助电源的设计 (23)5.3 主功率板总图 (25)5.4 驱动电路设计 (26)结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)摘要：本文重点介绍了由UC3895构成的相移谐振PWM 控制器的工作原理和他的应用，进一步设计了由UC3895构成的全桥移相零电压开关（ZVS）PWM 开关电源。
全桥开关电源采用了图腾柱驱动电路，并且驱动电路以隔离的方式驱动MOS开关管，以此来提高电源的稳定性；UC3895采用了ZVS技术使开关管的导通损耗减小，提高了整个电路的工作效率。
开关电源维修图解及原理图解大字版(电脑电源)
一颗强劲的CPU可以带着我们在复杂的数码世界里飞速狂奔，一块最酷的显示卡会带着我们在绚丽的3D世界里领略那五光十色的震撼，一块最棒的声卡更能带领我们进入那美妙的音乐殿堂。
相对于CPU，显示卡、声卡而言，电源可能是微不足道的，我们对它的了解也不是很多，可是我们必须知道，一个稳定工作的电源，是使我们计算机能够更好工作的前提。
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。
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。
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。
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。
开关电源中的整流电路有什么用处？三相桥式整流电路的工作原理及其意义
开关电源中的整流电路有什么用处？三相桥式整流电路的工作原理及其意义三相桥式全控整流电路的工作原理：1.三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，而且这两个晶闸管一个是共阴极组，另一个是共阳极组的，只有它们能同时导通，才能形成导电回路。
2. 三相桥式全控整流电路就是两组三相半波整流电路的串联，所以与三相半波整流电路一样，对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KPl、KP3和KP5依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120。
对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KP2、KP4和KP6依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120。
3.由于共阴极的晶闸管是在正半周触发，共阳极组是在负半周触发，因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180。
4. 三相桥式全控整流电路每隔60？有一个晶闸管要换流，由上一号晶闸管换流到下一号晶闸管触发，触发脉冲的顺序是：1、2、3、4、5、6、1，依次下去。
相邻两脉冲的相位差是60。
5.由于电流断续后，能够使晶闸管再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。
为了达到这个目的，可以采取两种办法；一种是使每个脉冲的宽度大于60（必须小于120），一般取80～100，称为宽脉冲触发。
另一种是在触发某一号晶闸管时，同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于两个窄脉冲等效地代替大于60的宽脉冲。
这种方法称双脉冲触发。
6.整流输出的电压，也就是负载上的电压。
整流输出的电压应该是两相电压相减后的波形，实际上都属于线电压，波头uab、uac、ubc、uba、uca、ucb均为线电压的一部分，是上述线电压的包络线。
相电压的交点与线电压的交点在同一角度位置上，故线电压的交点同样是自然换相点，同时亦可看出，三相桥式全控的整流电压在一个周期内脉动六次，脉动频率为6 50=300赫，比三相半波时大一倍。
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4.1自激型半桥式开关稳压电源实际电路
1.电流控制型磁放大器半桥式三输出开关稳压电源电路
+5V
Nc
Na Na NS
▽
2KΩ
图4-3电流控制型磁放大器半桥式三输出开关稳压电源电路(P.226)
4.1自激型半桥式开关稳压电源实际电路
2.300W、12/24/36V幻 灯机和投影仪开关稳压电源电路
图4-7 300W、12/24/36V幻 灯机和投影仪开关稳压电源电路( P.229)
附图17 半桥式智能型电动车充电器
5.半桥式智能型电动车充电器
性能指标 输入电压：170~260V；输出电压：44V(可调) 最大充电电流：1．8A；浮充电电流：200~100mA 电路组成 充电器电路主要由市电整流滤波、自激加他激半桥转换、PWM控制、 电压控制、电流控制、输出整流滤波六部分组成。
桥式开关稳压电源概述 1.桥式开关稳压电源电路的特点(P.222) ①.输出功率大 ②.变压器利用率高 ③.变压器初级无抽头 ④.功率开关管承受的电压高 ⑤.采用降压扩流输出功率 ⑥.串联电容C3避免开关变压器磁饱和
桥式开关稳压电源概述 2.桥式开关稳压电源电路的串联耦合电容 (1).串联耦合电容的选择原则
桥式开关电源的实际电路
主要内容
自激型半桥式开关电源实际电路 他激型半桥式开关电源实际电路 全桥式开关电源实际电路
桥式开关稳压电源概述
半桥式
图4-1半桥式开关稳压电源的基本电路结构(P.223)
桥式开关稳压电源概述(P.222)
全桥式
图4-2全桥式开关稳压电源的基本电路结构(P.223)
▽
Nf
Nf
图4-11他激型半桥式开关稳压电源应用电路(P.233)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 2.他激型半桥式开关稳压电源的原理 ①.电源电路的启动(P.232)
②.稳压调节过程
③.过流保护
④.输出滤波
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
5.半桥式智能型电动车充电器
Q1饱和导通后，150V电压给① 一②主绕组充电储能，线圈中的电 流和由它产生的磁感应强度随时间 线性增加。但当磁感应强度增大到 饱和点Bm时，电感量迅速减小，Q1 的集电极电流急剧增加，增加的速 率远大于其基极电流的增加，VCE 升高，于是Q1退出饱和进入放大区， 推动变压器B2的②一④、①一②、 ③一⑤绕组感应电压将反向。这又 是一个强烈的正反馈过程，结果是 Q1截止、Q2饱和导通。此后，这种 过程重复进行而形成振荡。
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 2.他激型半桥式开关稳压电源的原理 几个要讨论的问题(P.235) ③.防止启动时出现尖峰电压
②
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 2.他激型半桥式开关稳压电源的原理 几个要讨论的问题(P.235) ④.减小驱动功率
(5).推挽驱动
由Q3、Q4、B2等元件组成。这是一种典型的变压器推挽式功率放大电路。D11、 D14的作用与D5、D7相似，保护Q3、Q4，把B2初级的反激能量回送电源。
5.半桥式智能型电动车充电器
(6).充电状态指示 主要由运放LM358、LEDl、 LED2等元件组成。当充电电 流较大时，电流取样电阻R3 上端电压大大低于地电位， LM358的V2<V3，①脚输出高 电平，电池充电指示灯LEDl点 亮；当充电电流较小(小于 200mA)时，+5V经R36、R30、 R3分压，R3上端电压略高于 地 电位，LM358的V2>V3，①脚 输出低电平，电池充电指示灯 LEDl熄灭，⑦脚输出高电平， 充满指示灯LED2点亮。充电 过程中的某一期间存在LEDl、 LED2同时点亮的过渡状态。
5.半桥式智能型电动车充电器 (3). PWM控制
R20、R24分压值设定死区控制端④脚的电位，限定最大导通占空比小于O．45。C18 是缓启动电容，接通电源后，C18两端电压为零，④脚的电位近似为+5V，输出脉冲占空 比为零。随着C18的充电，④脚电压逐渐降低，导通占空比逐渐增大，输出电压逐渐受控。
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 2.他激型半桥式开关稳压电源的原理 几个要讨论的问题(P.235) ①.增加输出功率 (倍压整流)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 2.他激型半桥式开关稳压电源的原理 几个要讨论的问题(P.235) ②.高频功率电容的选择
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.3多路他激型半桥式开关稳压电源电路 1.一个主变换器得到多路输出 (4).使用磁放大器的多路输出电源(P.250)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.3多路他激型半桥式开关稳压电源电路
2.由几个独立的变换器组成的多路输出电源(P.252)
图4-26由几个独立的变换器组成的多路输出 (P.252)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 1.他激型半桥式开关稳压电源的电路结构
图4-10他激型半桥式开关稳压电源的电路结构(P.232)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.1他激型半桥式开关稳压电源的工作原理 2.他激型半桥式开关稳压电源的原理
5.半桥式智能型电动车充电器
(4).电压控制、电流控制
R26和R27是电压负反馈取样电阻，R26与R27分压，对输出电压进行取样，加到 TL494的①脚进行电压控制。R3是电流取样电阻，取样电压经R13加到TL494的⑧脚 进行电流控制。电流控制的实质也是控制输出电压。
5.半桥式智能型电动车充电器
1.一个主变换器得到多路输出 (1).电流和电压都较为对称的正、负两路输出电源
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.3多路他激型半桥式开关稳压电源电路 1.一个主变换器得到多路输出 (2).电流和电压不对称的正、负两路输出电源(P.249)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.3多路他激型半桥式开关稳压电源电路 1.一个主变换器得到多路输出 (3).接入斩波器的多路输出电源(P.250)
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.3全桥式开关稳压电源 电路 中的PWM电路(P.266) 1.UC3875/6/7/8四端式 PWM控制与驱动电路
(6).UC3875/6/7/8应用电路： 全桥式开关稳压电源电路
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.3全桥式开关稳压电源电路 中的PWM电路 2. HIP4061A全桥式MOSFET驱动集成电路(P.265) (1).主要性能(P.268) (2).技术参数(P.268)
4.2他激型半桥式开关稳压电源实际电路
4.2.3多路他激型半桥式开关稳压电源电路
3.具有同步功能 的多路输出电源(P.252)
图4-27具有同步功能 的多路输出 (P.252)
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.1全桥式开关稳压电源的工作原理
· ·
图4-28全桥式开关稳压电源的基本电路结构(P.254)
5.半桥式智能型电动车充电器 (1).市电整流滤波
(2).自激加他激半桥输出电路
主要由Ql、Q2、B2、B3等元件组成。 接通电源，C5、C6上的150V电压经R5、 R7、R9、R10给开关管Q1、Q2提供基极偏 压。设Q1由于R5偏压而微导通，则推动变 压器B2的②一④绕组感应出极性是②脚正、 ④脚负的电压，于是①一②绕组感应出①脚 正、②脚负电压加到Ql的发射结，加速Q1 的导通。这是一个十分强烈的正反馈过程， Ql迅速饱和导通。与此同时，③一⑤绕组 感应出③脚正、⑤脚负的电压，使Q2截止。
(6).调试中应注意的问题
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.3全桥式开关稳压电源电路中的PWM电路(P.257) 1. UC3875/6/7/8四端式PWM控制与驱动电路
(1).主要性能(P.257) (2).技术参数(P.258) (3).引脚引线与外形封装(P.258)
(4 ).内部原理方框图 (P.260)
(5).应注意的几个问题(P.261)
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.3全桥式开关稳压电源电路 中的PWM电路(P.265) 1. UC3875/6/7/8四端式PWM控制与驱动电路 (6).UC3875/6/7/8应用电路：典型控制电路
4.3全桥式开关稳压电源实际电路
4.3.3全桥式开关稳压电源电路 中的PWM电路(P.265) 1. UC3875/6/7/8四端式PWM控制与驱动电路 (6).UC3875/6/7/8应用电路：具有ZVS性能的全桥式DC/DC变换器电路
5.半桥式智能型电动车充电器 (3). PWM控制
12
以脉宽调制器TL494为核心组成。C12、R19与内部电路形成振荡，当这两只阻 容元件参数为图标数值时，振荡频率约为50kHz。 脚接+5V，脉冲输出方式被设置 为推挽输出， ⑧、 脚输出的推挽调宽脉冲，经驱动电路放大后送半桥输出级，控 制Q1、Q2轮流导通。
串联电阻值小，耐压值高(通常采用CBB电容 )
(2).串联耦合电容容量的计算方法
4 NS C3 2 2 f L NP
2
桥式开关稳压电源概述 2.桥式开关稳压电源电路的串联耦合电容 (3).串联耦合电容的充电电压的计算方法
I UC t C3
(4).阻尼二极管
功率开关管为MOSFET时不考虑阻尼二极管 功率开关管为GTR时必须考虑阻尼二极管(快恢复开关二极管)
(3).引脚引线与外形封装(P.271)