直流开关电源系统构成解析
开关电源工作原理详解析及三极管开关电路图原理及设计详解
PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。
本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。
●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。
最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。
对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。
由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。
此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。
由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。
直流电源系统综述_杨忠亮
S p e c i a l F e a t u r e1 特别策划直流电源系统综述杨忠亮（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518020）摘要 : 智能电网技术的发展 , 自动化水平的提高，对变电站、发电厂的直流电源系统运行可靠提出了更高的要求，这关系到变电站、发电厂的安全工作，甚至影响整个电网的稳定。
介绍了直流电源系统的主要组成单元，分析了直流电源技术的发展情况。
锂离子蓄电池、蓄电池在线监测及远方监控、交直流一体化电源系统等新技术的发展，将有效提高直流电源系统的运行可靠性和运行维护水平。
关键词：智能电网；直流电源系统；集中监控；一体化电源；绝缘监测装置；蓄电池0 引言采用了先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，自 电网技术的发展呈现出诸多新的特征，如自愈、兼 动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基 本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、 容、集成、优化，而电力市场的变革，又对电网的自动化、 在线分析决策、协同互动等高级功能，并实现与相邻变 信息化水平提出了更高要求，从而使智能电网成为电网 电站、电网调度等的互动。
发展的必然趋势。
为适应智能电网的需要，智能变电站由此可见，智能电网、智能变电站的核心就是电力14供用电2015.02DISTRIBUTION & UTILIZATION特别策划S p e c i a l F e a t u r e图 1 直流电源系统典型主接线图系统的自动化、智能化水平得到极大的提升。
而任何自 来电网大面积停电，造成巨大的经济损失，影响社会和 动操作、顺序动作、在线监测以及安防设施都离不开可 人民生活的事故。
靠的变电站、发电厂用电源。
为此，智能电网的发展也 电源的安全直接关系到变电站，甚至电网的正常运 对站（厂）用电源系统提出了更高的要求。
行。
电源好比变电站的“心脏”，对变电站的安全可靠 1 变电站、发电厂直流电源系统运行至关重要，电源的可靠稳定是保护装置、自动化设 备安全稳定运行的前提。
简述直流稳压电源的组成和各部分的功能
简述直流稳压电源的组成和各部分的功能直流稳压电源是指能够把交流电转换为直流电，并且能够保持电压不变的一种电源装置。
它主要由开关电源、变压器、稳压元件和输出滤波器等部分组成。
开关电源是通过调节内部切换开关的频率，使交流电源输入的能量可以不间断地转换为直流电输出，具有较高的转换效率。
变压器是用来降低交流电输入电压的一种装置，它能够把较高的电压转换成较低的电压，以符合直流稳压电源的要求。
稳压元件的功能是把变压器输出的电压稳定在一定的水平，交流输入或负载负荷发生变化时，稳压元件会根据预先设定的稳压值，调节输出电压以保持稳定。
它也可以提供电流调节功能，使得输出电流能够保持一定的范围内。
输出滤波器是直流稳压电源输出端的最后一个组件，它的功能是对输出电流进行滤波，清除输出中的高频杂波，抑制谐波内容，使得电源输出的电压更加稳定、可靠。
总之，直流稳压电源主要由开关电源、变压器、稳压元件以及输出滤波器四大部分组成。
它们各司其职，协同工作，使得直流稳压电源能够高效稳定地转换输出电能，因此得到了广泛应用。
直流稳压电源具有良好的动态特性，能够抵抗外界的干扰，提高系统的稳定性，其应用范围很广，不仅在工业制造、仪器仪表、照明系统中有着重要的作用，还可以用在汽车电子、航空电子、电力网络等领域。
除了可以单独使用外，直流稳压电源还可以与其它系统联合使用，如配合传感器，可以实现“智能化控制系统”；用于变频调速和逆变器电路，可以大大提高系统的效率；配合微控制器等，可以实现功能多样的电源系统。
可以看出，直流稳压电源和其周边配套技术已成为现代电子装备、电源系统设计中不可或缺的一部分，在工业制造、仪器仪表、照明系统、汽车电子、航空电子、电力网络等领域都有应用。
未来，直流稳压电源和相关技术可望得到进一步发展改进，为我们的工作和生活带来更多的便利。
变电站直流电源系统介绍
变电站直流电源系统介绍发布时间：2022-07-28T08:59:42.011Z 来源：《福光技术》2022年16期作者：徐洋[导读] 通信直流供电系统主要由高频开关电源、蓄电池组、直流配电、电源监控等设备组成，为通信设备提供48V直流电源。
通信直流电源系统主要为变电站内通信设备提供48V直流电源，同时也为其他保护装置、安稳装置、自动化装置等设备提供直流电源，保证变电站内信息网络、业务通道安全稳定的传输。
云南电网有限责任公司普洱供电局云南普洱 665000摘要：变电站通信电源系统是为变电站站内通信设备、保护接口装置等设备提供48V直流电源的设备。
二次直流系统是为变电站内各类二次设备、操作机构等提供220V直流电源的电源设备。
它们分别为变电站内不同设备提供所需的不同电压等级直流电源，是保证变电站设备运行不可缺少的动力来源。
一体化电源是将220V与48V电源集成后的直流电源系统，在新建变电站用得到推广运用。
关键词：通信直流电源二次直流系统一体化电源1通信直流电源系统1、通信直流电源系统简介通信直流供电系统主要由高频开关电源、蓄电池组、直流配电、电源监控等设备组成，为通信设备提供48V直流电源。
通信直流电源系统主要为变电站内通信设备提供48V直流电源，同时也为其他保护装置、安稳装置、自动化装置等设备提供直流电源，保证变电站内信息网络、业务通道安全稳定的传输。
通信直流电源的核心是整流模块，通过整流模块将220V交流电源整流成稳定的48V直流电源供给通信设备使用。
因此在配置整流模块时需要有冗余配置。
按照《南方电源通信电源技术规范》，电源整流模块应满足M+N冗余配置，其中N中主用,N≤10时，1只备用，N＞10时，每10只备用1只。
整流模块数量应不少于3只。
通信直流电源系统供电来源是变电站内380V站用交流电源，两路来自不同站用电系统的电源同时为其供电，保证一路交流输入中断后可有另一路交流为其供电，同时其配备有48V蓄电池组，在发生交流电源全部中断时，蓄电池组也会继续供电，保证48V直流供电的持续稳定，因此也可称为不间断电源。
12V4a直流开关电源原理图
12V4a直流开关电源原理图由MC33374T／TV构成的12V／4.2A 50W开关电源的电路如图所示。
其交流输入电压u的允许变化范围为92～276V。
整流桥VD1～VD4采用4只1N5406型3A／600V的硅整流管。
初级保护电路由RC吸收电路(R2、C2)和钳位电路(VDz、VD5)构成，能有效地抑制因高频变压器存在漏感而产生的尖峰电压，保护C33374内部的功率开关管不受损坏。
VDz采用P6KE200A型瞬变电压抑制二极管(TVS)，其反向击穿电压UB=200V。
VD5选用的是MURl60型超快恢复二极管(SRD)。
C5为Vcc端的旁路电容。
S 为控制开关稳压电源通、断状态的按键。
S上串接R7后，能提高模式转换的可靠性。
VD6与C6组成反馈线圈输出端的高频整流滤波器。
次级高频整流管采用大电流、低压降的肖特基二极管，型号为MBR20100CT(20A／100V)。
此管属于共阴对管，两个负极(阴极)在内部短接，使用时需将两个正极(阳极)在外部连通，进行并联。
由C8、C11、L、C12和C13组成输出滤波电路。
鉴于滤波电感L的电感量很小，仅为5.0μH，而大容量滤波电容C8、Cl1上存在的等效电感Lo，会直接影响到实际电感量从L变成L+Lo，因此需将馈线圈N3用声φ0.55mm漆包线绕7匝，并应绕在骨架的中间位置，以减小漏感；然后也绕两层聚脂薄膜。
铁氧体磁心型号为E25。
为防止发生磁饱和现象，在两个E形磁心之间应留出0.43mm的空气隙。
开关电源组成各部分详解
开关电源组成各部分详解On February 12, 2022, investing in oneself is the best way.开关电源组成各部分详解一、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;② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路;在起机的瞬间,由于 C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路;当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通;如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使 Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路;三、功率变换电路1、 MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFETMOS管,是利用半导体表面的电声效应进行工作的;也称为表面场效应器件;由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小;2、常见的原理图：3、工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力减少,EMI减少,不发生二次击穿;在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流;从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制;当R5上的电压达到1V时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断 ; R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络,电容的充放电直接影响着开关管的开关速度;R1过小,易引起振荡,电磁干扰也会很大；R1过大,会降低开关管的开关速度;Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下,从而保护了MOS管; Q1的栅极受控电压为锯形波,当其占空比越大时,Q1导通时间越长,变压器所储存的能量也就越多；当Q1截止时,变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量,同时也达到了磁场复位的目的,为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备;IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小,从而稳定了整机的输出电流和电压; C4和R6为尖峰电压吸收回路;4、推挽式功率变换电路：Q1和Q2将轮流导通;5、有驱动变压器的功率变换电路：T2为驱动变压器,T1为开关变压器,TR1为电流环;四、输出整流滤波电路：1、正激式整流电路：T1为开关变压器,其初极和次极的相位同相;D1为整流二极管,D2为续流二极管,R1、C1、R2、C2为削尖峰电路;L1为续流电感,C4、L2、C5组成π型滤波器;2、反激式整流电路：T1为开关变压器,其初极和次极的相位相反;D1为整流二极管,R1、C1为削尖峰电路;L1为续流电感,R2为假负载,C4、L2、C5组成π型滤波器;3、同步整流电路：工作原理：当变压器次级上端为正时,电流经 C2、R5、R6、R7使Q2导通,电路构成回路,Q2 为整流管;Q1栅极由于处于反偏而截止;当变压器次级下端为正时,电流经C3、R4、R2使 Q1导通,Q1为续流管;Q2栅极由于处于反偏而截止;L2为续流电感,C6、L1、C7组成π 型滤波器;R1、C1、R9、C4为削尖峰电路;五、稳压环路原理1、反馈电路原理图：2、工作原理：当输出 U0升高,经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后,U1③脚电压升高,当其超过U1②脚基准电压后 U1①脚输出高电平,使Q1导通,光耦OT1发光二极管发光,光电三极管导通,UC3842①脚电位相应变低,从而改变U1⑥脚输出占空比减小,U0降低; 当输出 U0降低时,U1③脚电压降低,当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平,Q1不导通,光耦OT1发光二极管不发光,光电三极管不导通,UC3842①脚电位升高,从而改变U1⑥脚输出占空比增大,U0降低;周而复始,从而使输出电压保持稳定;调节VR1可改变输出电压值;反馈环路是影响开关电源稳定性的重要电路;如反馈电阻电容错、漏、虚焊等,会产生自激振荡,故障现象为：波形异常,空、满载振荡,输出电压不稳定等;六、短路保护电路1、在输出端短路的情况下,PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内,它可以用多种方法来实现限流电路,当功率限流在短路时不起作用时,只有另增设一部分电路;2、短路保护电路通常有两种,下图是小功率短路保护电路,其原理简述如下：当输出电路短路,输出电压消失,光耦OT1不导通,UC3842①脚电压上升至5V左右,R1与R2的分压超过TL431基准,使之导通,UC3842⑦脚VCC电位被拉低,IC停止工作;UC3842停止工作后①脚电位消失,TL431不导通UC3842⑦脚电位上升,UC3842重新启动,周而复始;当短路现象消失后,电路可以自动恢复成正常工作状态;3、下图是中功率短路保护电路,其原理简述如下：当输出短路,UC3842①脚电压上升,U1 ③脚电位高于②脚时,比较器翻转①脚输出高电位,给 C1充电,当C1两端电压超过⑤脚基准电压时 U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UCC3842 停止工作,输出电压为0V,周而复始,当短路消失后电路正常工作;R2、C1是充放电时间常数, 阻值不对时短路保护不起作用;4、下图是常见的限流、短路保护电路;其工作原理简述如下：当输出电路短路或过流,变压器原边电流增大,R3 两端电压降增大,③脚电压升高,UC3842⑥脚输出占空比逐渐增大,③脚电压超过1V时,UC3842关闭无输出;5、下图是用电流互感器取样电流的保护电路,有着功耗小,但成本高和电路较为复杂,其工作原理简述如下：输出电路短路或电流过大,TR1次级线圈感应的电压就越高,当UC3842③脚超过1伏,UC3842 停止工作,周而复始,当短路或过载消失,电路自行恢复;七、输出端限流保护上图是常见的输出端限流保护电路,其工作原理简述如上图：当输出电流过大时,RS 锰铜丝两端电压上升,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发生光电效应,UC3842①脚电压降低,输出电压降低,从而达到输出过载限流的目的;八、输出过压保护电路的原理输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设计值时,把输出电压限定在一安全值的范围内;当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时,过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备;应用最为普遍的过压保护电路有如下几种：1、可控硅触发保护电路：如上图,当Uo1输出升高,稳压管Z3击穿导通,可控硅SCR1的控制端得到触发电压,因此可控硅导通;Uo2电压对地短路,过流保护电路或短路保护电路就会工作,停止整个电源电路的工作;当输出过压现象排除,可控硅的控制端触发电压通过R对地泄放,可控硅恢复断开状态;2、光电耦合保护电路：如上图,当Uo有过压现象时,稳压管击穿导通,经光耦OT2R6到地产生电流流过,光电耦合器的发光二极管发光,从而使光电耦合器的光敏三极管导通;Q1基极得电导通, 3842的③脚电降低,使IC关闭,停止整个电源的工作,Uo为零,周而复始,;3、输出限压保护电路：输出限压保护电路如下图,当输出电压升高,稳压管导通光耦导通,Q1基极有驱动电压而道通,UC3842③电压升高,输出降低,稳压管不导通,UC3842③电压降低,输出电压升高;周而复始,输出电压将稳定在一范围内取决于稳压管的稳压值;4、输出过压锁死电路：图A的工作原理是,当输出电压Uo升高,稳压管导通,光耦导通,Q2基极得电导通,由于Q2的导通Q1基极电压降低也导通,Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通,UC3842③脚始终是高电平而停止工作;在图B中,UO升高U1③脚电压升高,①脚输出高电平,由于D1、R1的存在,U1①脚始终输出高电平Q1始终导通,UC3842①脚始终是低电平而停止工作;正反馈九、功率因数校正电路PFC1、原理示意图：2、工作原理：输入电压经L1、L2、L3等组成的EMI滤波器,BRG1整流一路送PFC电感,另一路经R1、R2分压后送入PFC控制器作为输入电压的取样,用以调整控制信号的占空比,即改变Q1的导通和关断时间,稳定PFC输出电压;L4是PFC电感,它在Q1导通时储存能量,在Q1关断时施放能量;D1是启动二极管;D2是PFC整流二极管,C6、C7滤波;PFC电压一路送后级电路,另一路经R3、R4分压后送入PFC控制器作为PFC输出电压的取样,用以调整控制信号的占空比,稳定PFC输出电压;十、输入过欠压保护1、原理图：2、工作原理：AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大致相同;保护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压; 取样电压分为两路,一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚,如取样电压高于2脚基准电压,比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出;另一路经R7、R8、R9、R10分压后输入比较器6脚,如取样电压低于5脚基准电压,比较器7脚输出高电平去控制主控制器使其关断,电源无输出;。
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。
直流系统相关知识培训讲解
主要内容
一、直流系统的作用 二、直流系统的构成 三、组成及各部件的作用 四、直流系统具有的功能 五、对操作电源的基本要求 六、直流负荷分类 七、蓄电池介绍 八、直流系统工作原理 九、直流系统的四种工作状态 十、巡回检查 十一、直流系统异常及事故处理
一、直流系统的作用
直流电源系统是一体化电源系统的重要组成部分，主要用于 变电站和发电厂，作为自动控制、动力、继电保护、仪器仪 表、信号、通信及事故照明的重要电源。
2.直流系统接地处理
现象 蜂鸣器响，监控语音报警，“直流系统绝缘降低”光字亮。 绝缘监测装置有接地报警。
处理 若有直流回路有人工作，应立即停止工作； 根据触摸屏“绝缘监测装置”显示，确定正极或是负极接地，判别故
障支路及接地程度； 结合天气情况进行拉路选择，按照先室外后室内，先次要负荷，后重
要负荷查找接地点； 经上述处理无效时，应采取倒换充电装置和蓄电池组及直流母线的方
直流系统设备规范
项目
型号/参数
正常运行时经常负荷电流
30A
事故负荷电流 事故持续时间 额定控制母线直流标称电压
40A 2h 230V标称电压的90-105%(198-231V)
直流母线正常运行电压
230V
直流母线电压允许波动范围
90%-110%（198V-242V）
蓄电池型式 蓄电池容量 蓄电池组个数
1、蓄电池分类： ① 防酸式铅酸蓄电池 ② 阀控式密封铅酸蓄电池 ③ 镉镍蓄电池
2、蓄电池组的容量及放电率
蓄电池组的容量（C）)是蓄电 池蓄电能力的重要标志。容量C是指定
的放电条件（温度放电电流、终止电 压）下所放出的电量称为蓄电池的容 量，单位用Ah（安时）表示。
各种开关电源电路原理详细解剖
各种开关电源电路原理详细解剖开关电源电路是一种常见的电源供电电路，其采用了开关管（如MOSFET、BJT等）等元件进行开关控制，通过快速的开关过程来调整输入电源的输出电压或电流。
开关电源电路具有高效率、小体积和稳定性等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
开关电源电路主要分为两个部分：输入端和输出端。
输入部分由滤波电路和整流电路组成，而输出部分则是由开关变换电路和滤波电路组成。
下面将详细介绍开关电源电路的原理。
1.输入端输入端主要包括变压器、整流电路和滤波电路。
变压器是将交流电源变换为所需的输入电压，在开关电源中通常采用高频变压器，可以有效减小体积。
整流电路使用整流二极管或整流桥，将交流电压转换为直流电压。
滤波电路用于降低输入电压的纹波，通常由电容和电感组成。
2.开关变换电路开关变换电路是开关电源电路的核心部分，主要包括开关元件、驱动电路和控制电路。
开关元件通常采用MOSFET或BJT，通过控制开关元件的导通和截止，实现输入到输出的电流或电压转换。
驱动电路负责对开关元件进行驱动，保证其正常工作。
控制电路根据输出电压或电流的变化情况，对开关元件的工作状态进行调整和控制。
3.输出端输出端主要由输出电感、输出电容和负载组成。
输出电感用于过滤开关元件产生的高频脉冲，减小输出纹波。
输出电容则用于提供稳定的直流输出电压。
负载是接在输出电容之后的电子设备，通过负载电流来消耗电源提供的电能。
开关电源电路的工作原理是：当输入交流电压通过滤波电路和整流电路转换为直流电压后，控制电路会监测输出电压或电流的变化情况，并根据需要对开关元件的工作状态进行调整。
当需要提供更大的输出电流时，开关元件导通，输入电源能量通过变压器传递到输出端；当需要较小的输出电流时，开关元件截止，变压器不再传递能量到输出端。
通过快速的开关过程，可以在较高频率下实现输入电压和输出电压的转换。
总结起来，开关电源电路通过开关元件的控制实现输入输出电压或电流的转换，具有高效率、小体积和稳定性等优点。
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。
(完整)开关电源各模块原理实图讲解
开关电源原理一、 开关电源的电路组成:功率变换电路、PWM① 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。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路.在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通.如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。
三、功率变换电路：1、MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。
也称为表面场效应器件。
由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆，MOS 管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。
2、常见的原理图：3、工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS 管并接，使开关管电压应力减少，EMI 减少，不发生二次击穿.在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。
开关电源知识
开关电源知识大家都知道，通信设备一般采用直流电源供电（那么，直流电是怎样得来的呢？它与交流电有什么关系）。
目前，应用最广泛的、提供直流电的设备是开关电源。
高频开关电源与相控整流器相比较，具有效率高、可靠性高、精度高、具有智能化管理功能、体积小重量轻和更换扩容方便等优点。
开关电源种类繁多、特点各异，我们公司使用的开关电源有艾默生、中达、中兴等。
一、开关电源的分类：按开关电源容量大小分为大、中、小系统；按开关电源系统组成分为三柜、两柜、独立架系统，其中三柜系统由交流配电柜、直流配电柜和整流架组成，两柜系统的交流和直流配电集成在一个柜子中，独立架系统即交流、直流、整流三者集成于一个柜子中。
诸位所接触到的开关电源一般为独立架系统。
独立架开关电源系统的组成：交流配电单元、整流单元（高频整流模块）、直流配电单元、监控模块。
二、开关电源系统组成1．交流配电单元：一般由交流开关、交流供电线路、交流防雷器件等组成。
作用是引入一路或两路三相交流电或单相交流电（接入网点基本上是使用单相电，模块局有的采用三相电<如安庄子、西花园、棉纺厂>、有的采用单相电）。
经交流输入空开（过流、短路保护）、交流侧防雷器（抑制雷击冲击电压或浪涌过电压），分配给整流模块。
2．整流模块：进行AC/DC变换，输出稳定的直流电。
3．直流配电单元：一般由正负铜排、保险<熔断器>、直流空开、保护地、工作地、直流防雷组成，作用是向负载供电及电池充放电。
4．监控模块：一般由电源板、信号采样电路板、（信号）控制电路板、CPU板、通讯板、显示板、信号指示灯等组成。
蓄电池组1直流负载1直流负载2直流负载3直流负载4蓄电池组2三、 开关电源的工作过程将工频交流电压滤波后整流升压变为直流高压，再以一定的开关频率调制成特定的高频交流，然后整流滤波为所需直流电压。
（通过控制器调整占空比使输出电压保持稳定。
）逆变控制电路线路滤波的作用：将交流电源中的尖峰等杂波过滤，给开关电源提供良好的交流 电；防止本机产生的尖峰等杂音进入电网。
开关电源电子元器件组成图解
开关电源电子元器件组成图解常见的计算机用电源的功能是将输入的交流市电(AC110V/220V)，经过隔离型交换式降压电路转换出各硬件所需的各种低压直流电：3.3V、5V、12V、-12V及提供计算机关闭时待命用的5V Standby(5VSB)。
所以电源内部同时具备了耐高压、大功率的组件以及处理低电压及控制信号的小功率组件。
电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因子修正电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是DC-DC转换电路)→滤波(平滑输出涟波，由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出。
以下从交流输入端EMI滤波电路常见的组件开始介绍。
交流电输入插座此为交流电从外部输入电源的第一道关卡，为了阻隔来自电力在线干扰，以及避免电源运作所产生的交换噪声经电力线往外散布干扰其它用电装置，都会于交流输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器)，其功能就是一个低通滤波器，将交流电中所含高频的噪声旁路或是导向接地线，只让60Hz左右的波型通过。
上面照片中，中央为一体式EMI滤波器电源插座，滤波电路整个包于铁壳中，能更有效避免噪声外泄；右方的则是以小片电路板制作EMI滤波电路，通常使用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的电源供应器，少了铁皮外壳多少会有噪声泄漏情形；而左边的插座上只加上Cx与Cy电容(稍后会介绍)，使用这类设计的电源，其EMI滤波电路通常需要做在主电路板上，若是主电路板上的EMI电路区空空如也，就代表该区组件被省略掉了。
目前使用12公分风扇的电源供应器内部空间都不太能塞下一体式EMI滤波器，所以大多采用照片左右两边的做法。
X电容(Cx，又称为跨接线路滤波电容)这是EMI滤波电路组成中，用来跨接火线(L)与中性线(N)间的电容，用途是消除来自电力线的低通常态噪声。
基于48V直流高频开关电源简单原理图解
基于48V直流高频开关电源简单原理图解 什幺是48v开关电源 48V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，转化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变为高频那开关电源就没有意义，什幺是48v开关电源，48V开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种，隔离型的必定有开关变压器，而非隔离的未必一定有。
48v直流开关电源电路图 48V直流电源是什幺 48V直流电源是什幺，能使电路中形成恒定电流的装置，如干电池、蓄电池、直流发电机等，称为直流电源。
而在48V电压范围内又叫48V直流电源。
直流电源有正负两个电极，正极的电势高，负极的电势低;当两个电极与电路连通后，直流电源能维持两个电极之间的恒定电势差，从而在外电路中形成由正极到负极的恒定电流。
要使直流电源两极间的电势差保持恒定必须使在外电路中由正极流到负极的正电荷，在电源内部逆着电场力的方向，由负极返回到正极去。
这个过程不能靠静电力，只能靠某种与静电力方向相反的“非静电力”来实现。
因此，电源就是一种提供非静电力的装置，通过非静电力做功，把非电能转化为正负电极之间的电势能。
48v开关电源原理介绍 48v开关电源是把交流电转换成直流的,具有特殊的信号能很好的控制开关管,这样就可以把直流能加到变压器最基本的一级之上,变压器感应到以后就会经过处理然后供给负载,然后一部分会反馈给控制电路,这样能保证输出的比较稳定。
48v开关电源在交流电经过的时候会经过一些特殊的东西来过滤一些对电网有干扰的额东西,这样能保证电网能不受干扰,正常运行。
48v开关电源在功率一样大的时候,如果开关频率高,则变压器的体积是比较小的,但是开关管的要求是高的。
开关电源结构和工作原理
开关电源结构和工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠开关电源这个超有趣的东西。
先说说开关电源的结构吧。
开关电源就像是一个小小的电力魔法盒，它有好几个重要的组成部分呢。
咱先聊聊输入部分。
这就像是电源的小嘴巴，它负责把外面的电给吃进来。
不管是从插座来的交流电，还是其他来源的电，都得从这儿进来。
这个输入部分呀，有时候还挺挑剔的呢，得把那些不稳定的电稍微处理一下，就像我们吃东西得先嚼碎了才能咽下去一样。
比如说，可能会有一些滤波电路在这儿，把电里的一些小杂质，像是杂波之类的东西给过滤掉，让进来的电稍微干净整齐一点。
然后就是开关部分啦。
这可是开关电源的心脏，超级酷的哦。
这个开关就像一个调皮的小闸门，一会儿开一会儿关。
当它开的时候，电流就像一群欢快的小蚂蚁一样，快速地跑过去；当它关的时候呢，电流就只能在那儿等着啦。
这个开关的速度可快啦，每秒能开关好多次呢。
而且呀，这个开关的状态决定了后面好多事情的发展。
它可不是随便开关的哦，是按照一定的规律来的，就像我们跳舞得跟着音乐的节奏一样。
接着就是变压器部分啦。
变压器就像一个神奇的电力魔术师的帽子。
它能把电的电压变来变去。
比如说，从输入的比较高或者比较低的电压，变成我们需要的电压。
这个变压器有初级绕组和次级绕组，电流在初级绕组里跑来跑去的时候，就像在给次级绕组传递魔法一样，在次级绕组那边就会产生不一样的电压啦。
这就好像是把一个大苹果通过魔法变成了几个小苹果，或者把几个小苹果变成了一个大苹果，超级神奇的。
再就是输出部分啦。
这就是电源的小屁股，把处理好的电送出去给需要的设备。
这个输出部分也很讲究呢，它得保证送出去的电是稳定的、干净的。
这里也有滤波电路，就像给电再做一次美容，让电变得更加平滑、稳定。
就像我们送礼物给朋友，得把礼物包装得漂漂亮亮的一样。
那开关电源是怎么工作的呢？当电源开始工作的时候，输入的电进入到开关部分。
开关开始按照它的节奏快速地开合。
每次开关打开的时候，电就流到变压器的初级绕组。
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。
开关电源的组成结构
开关电源的组成结构
开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如下图所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。
反馈回路检测其输出电压，并与基准电压比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体开关的通断时间，从而调整输出电压。
开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。
输入电网滤波器：消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。
输入整流滤波器：将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。
逆变器：是开关电源的关键部分。
它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。
输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。
控制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。
调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定。
保护电路：当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。
直流开关电源的拓扑结构详解及计算
直流开关电源的拓扑结构开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源，是按输出来区分的，交流开关电源输出的是交流电，而直流开关电源输出的是直流电，这里介绍的是直流开关电源。
随着相关元器件的发展，直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用。
直流开关电源与线性电源相比一般成本较高，但在有些特别场合却更简单和便宜，甚至几乎只能用开关电源，如升压和极性反转等。
直流开关电源还可分为隔离的和不隔离的两种，隔离的是采用变压器来实现输入与输出间的电气隔离，变压器还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。
直流开关电源结构复杂，设计和分析都有较特别的一套理论和方法，这里主要介绍6种基本的不隔离的直流开关电源结构形式和其特点，便于依据应用场合来选择使用。
理想假定：为便于分析，常假定存在如下理想状态1. 电子器件理想：电子开关管Q和D的导通和关断时间为零，通态电压为零，断态漏电流为零2. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件，且开关频率高于LC的谐振频率3. 在一个开关周期内，输入电压Vin保持不变4. 在一个开关周期内，输出电压有很小的纹波，但可认为基本保持不变，其值为Vo5. 不计线路阻抗6. 变换器效率为100%一、Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
Buck变换器有两种基本工作方式：CCM(Continuous current mode)：电感电流连续模式，输出滤波电感Lf的电流总是大于零DCM(Discontinuous current mode)：电感电流断续模式，在开关管关断期间有一段时间Lf的电流为零1.1 CCM时的基本关系：1.2 DCM时的基本关系：DCM可分为两种典型情况：输入电压Vin不变，输出电压Vo变化，常用作电动机速度控制或充电器对蓄电池的恒流充电输入电压Vin变化，输出电压Vo恒定，即普通开关稳压电源1.3 电感电流临界连续的边界：1.3.1 输入电压恒定不变时：Vin=const可画出Buck变换器在Vin=const时的外特性曲线：图中虚线为电感电流临界连续的边界，内部为电流断续区，外面为电流连续区。