開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和基本原理

1、開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和基本原理開關(guān)電源工作原理 通過高頻開關(guān)技術(shù)將輸入的較高的交流電壓(AC)轉(zhuǎn)換為PC電腦工作所需要的較低的直流電壓(DC) 開關(guān)電源的中心思想：用提高工作頻率等手段來提高電源的功率密度，進(jìn)而達(dá)到減少變壓器的體積和重量的目的。采用開關(guān)變換的顯著優(yōu)點(diǎn)是大大提高了電能的轉(zhuǎn)換效率，典型的PC電源效率為70%-75%，而相應(yīng)的線性穩(wěn)壓電源的效率僅有50%左右。 輸出電壓的穩(wěn)定則是依賴對脈沖寬度的改變來實(shí)現(xiàn)，這就叫做脈寬調(diào)制PWM。開關(guān)電源工作流程 當(dāng)市電進(jìn)入電源后，先經(jīng)過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號，然后經(jīng)過整流和濾波得到高壓直流電。 接著通過開關(guān)電路把直流電轉(zhuǎn)為高頻脈動(dòng)直

2、流電，再送高頻開關(guān)變壓器降壓。 然后濾除高頻交流部分，這樣最后輸出供電腦使用相對純凈的低壓直流電。l一個(gè)典型的半橋式開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)流程圖EMI器件功率輸出PWM主變壓器整流濾波驅(qū)動(dòng)變壓器開關(guān)管AC輸入SB器件輔助變壓器SB輸出取樣供電VCCl電阻l電容l電感l(wèi)二極管l三極管l變壓器l比較器lPWM控制器l一個(gè)典型的電路圖 開關(guān)電源原理示意圖12345678ABCD87654321DCBACHIYUAN INDUSTRIAL CO,LTDREV: 1XM-300HD2SCALEUNIT: mmSHEET: OFTextTextPREPAREDCHECKEDAPPROVEDFILE NO.朱國昭李

3、青云葉貴榮F16.3A,250VacR11M 1206C1102 250VacC2472 250Vac1234BR1KBU806C17100u,35VR43B?R43A?R432 1206R442 1206D12FR107D11FR107D14FR107D13FR107C1822u,50VC3A102 250VacC40.1u,250vACC1922u,50VC7820u,200VC8820u,200VMYV107271MYV207271R4,R5430K,1206R6,R7430K,1206R3710K 1206R42100 1206C15223,50VR8-21680,1206C10332

4、 1KVL1BL1BD9FR104D10FR104L136*8C1110uF/50VQ1KSE13009D1FR105D2FR105Q2KSE13009C1210uF/50VD31N4148 SMDD41N4148 SMDR22,232, 1206R282K7 0805D51N4148 SMDD61N4148 SMDR290.5R 1/2WR342K7 0805R24-270.5R1/2WR30-332 ,1206PSON1VCC20V332RI19V53SS18OPP4IN17UVAC5COMP16NVP6GND15V127FB114OP28VREF113OP19VREF212PG10FB2

5、11U3SG6105BD351N4148 SMDD341N4148 SMDD28FR104 D27FR104Q41616AQ31616AC3910uF,50VD30FR104R1151K 1206R1122.7K 1206R1132.7K 1206D29FR104 D311N4148 R1141.5K 1206C36104,50VR10939K 0603R11068K 0603D7HER107R38100K,2WC13222 1KV18273645U1FSD5L0165R3510K 1206R391 1206D8FR104R15839K 0805R3610K 1206Z115V 1WC16?C

6、1447u,50VR97100 1/4WR13530K 0805C444.7u,50VR1002K 0805R123?R124750 0805C5747u,16VR992K 0805R55-5820 1206C23472,50VD15FR104D24FR104L3-1L3-2D16IN5819BR2,320CT100 20A/100VL3-3D17FR104D18FR104C20103,500VT1TRANS5_1L5M1205D19FR104Q5A928LBR4S40D40CBR5,62045D22FR104R167100 1/8WR164 R16582 1206C283300u/6.3VL

7、4L3-4R1362.4K 1206L66*8L85*20R82-85300 1206R77-8012 1206-12VC30220u,16VR137100K 0805L95*20+12V2R53,542K 1206+12V1C212200u,16VC222200u,16VL76*8R67, 6810 1206C27472 50V R13875K 0805-5VC31220u,16VD231N4148 SMDL104*20C242200u,10V+5VR59-66220 1206R11630K 0603R12710K 0805R119560K 0603C43472,50V312VR1RES2_

8、1R10210 1206R1011K 0805C47471 50VR12630K 0805R1183.3K 0805R117?PGR1255.6K 0603R14130K 0805C41103,50VL114*20+3.3VC293300u,6.3VC47CAPC45473,08053.3VST3EE19LC3247u,35VD32FR104R90?D251N5822C33102 50V 0805T2EE19LR91 100,1/2WC341000u,10VL125*20+5VSBC351000u,10VR13311K 0805R122240 0805Q93906 SMDQ83906 SMDR

9、1031K,0805R1701K 0805C3710u,50VZ45.6VC38104,0805C48223 0805R140100K 08051out1out3142out2out413Vcc3GND122in-44in+112in+54in-101in-63in+91in+73in-8LM 339R1631K 0805C55104,0805R1591K 0805C522.2u,50VD361N4148R1601K 0805C53104 1206C512.2u,50VR14810K 0805C5447u,35VR162? 060312V1R1343.9K 0603R14610K 0805C5

10、62.2u,50VR1611K 0603R14310K 0805R14410K 0805R156330 0805R153390 0805R157?C502.2u,50VR1551K 0603R1501K 0805R1521K 0603R1511K 0805R147470 0805R15427K 0805U4Q7PM MT2907R21M 1206R31M 1206L1AL1CLNU2LTV817CR16610 1/8WR69-76100 1206R12110 0805R4920 1WR13010K 0805C42104,50VR12924K 0805R13110K 0805C49104,50V

11、R131120K 0805-12V-5V5V3.3VPSUVUV5VI3VIQ10A73312V112V212VID33FR104C252200u,10V12VI5VI3.3VIR45-4882 1206R811.2K 1206R93 1K 1206R96?R95?R13947 0603R10447 0805R10547K 0805R106100K 0603R107?R10847K 0603R1451K 0805R173470 0805R1722.2K 0805R1712.4K 0805Q6C3203TH2TTC103Z57.5V 1W+-+12V2FANC93.3u 100VC40?R134

12、75 1/4WC3A0.47UF/250VC3C102M/250VC3B102M/250VC6472M/250134-56129-107-811L1AL1A抗干擾電路（EMI）由一個(gè)線圈和兩個(gè)電容組成，通常有兩級EMI。功能：濾除由電網(wǎng)進(jìn)來的各種干擾信號，防止電源開關(guān)電路形成的高頻擾竄電網(wǎng)?？垢蓴_電路（EMI）整流濾波電路開關(guān)電路PFC電路保護(hù)電路電路結(jié)構(gòu)PFC電路PFC（Power Factor Correction）即“功率因數(shù)校正”，主要用來表征電子產(chǎn)品對電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高。通過CCC認(rèn)證的電腦電源，都必須增加PFC電路。 PC電源采用傳統(tǒng)的橋式整流、電

13、容濾波電路會使AC輸入電流產(chǎn)生嚴(yán)重的波形畸變，向電網(wǎng)注入大量的高次諧波，因此網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)不高，僅有0.6左右，并對電網(wǎng)和其它電氣設(shè)備造成嚴(yán)重諧波污染與干擾。PFC有兩種，一種是無源PFC（也稱被動(dòng)式PFC），一種是有源PFC（也稱主動(dòng)式PFC）。無源PFC無源PFC一般采用電感補(bǔ)償方法，通過使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，但無源PFC的功率因數(shù)不是很高，只能達(dá)到0.70.8。位置在第二層濾波之后，全橋整流電路之前。有源PFC輸入電壓可以從90V到270V；高于0.99的線路功率因數(shù)，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點(diǎn)；有源PFC電路可用作輔助電源，而不再需要輔助電源變壓器；輸

14、出不隨輸入電壓波動(dòng)變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓；有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/120Hz（工頻2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。整流濾波電路高壓整流濾波電路由一個(gè)全橋（由四個(gè)二極管組成）和兩個(gè)高壓電解電容組成。把220V交流市電轉(zhuǎn)換成300V直流電。低壓整流濾波電路由二極管和電解電容組成(12V使用快恢復(fù)管，5V和3.3V使用肖特基管 )，如圖。關(guān)鍵元件：輔助電源開關(guān)管、輔助電源變壓器、三端穩(wěn)壓器 300V直流電通過輔助電源開關(guān)管成為脈沖電流，通過輔助電源變壓器輸出二組交流電壓，一路經(jīng)整流 、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，輸出+5VSB，加到主板上

15、作為待機(jī)電壓；另一路經(jīng)整流濾波，輸出輔助+12V電源，供給PWM等芯片工作。 輔助電源電路開關(guān)電路核心部分關(guān)鍵元件：PS-ON、精密穩(wěn)壓電路 、 PWM 控制芯片、推動(dòng)管（由兩個(gè)三極管組成）、驅(qū)動(dòng)變壓器、主開關(guān)變壓器原理：由推動(dòng)管和PWM （Pulse Width Modulation）控制芯片構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生高頻脈沖待機(jī)時(shí)，主板啟閉控制電路的電子開關(guān)斷開， PWM 控制芯片封鎖調(diào)制脈寬輸出，使T2推動(dòng)變壓器，T1主電源開關(guān)變壓器停振，停止提供輸出電壓。受控啟動(dòng)后，主板啟閉電子開關(guān)接地。 PWM 控制芯片輸出脈寬調(diào)制信號并控制Q3、Q4的c極所接T2推動(dòng)變壓器初級繞組的激勵(lì)振蕩，T2次級它激

16、振蕩產(chǎn)生的感應(yīng)電勢作用于T1主電源開關(guān)變壓器的一次繞組，二次繞組的感應(yīng)電勢經(jīng)整流形成33V，5V，12V的輸出電壓。電壓比較器PWM 控制芯片PW-OK電路重要元件：電壓比較器。待機(jī)時(shí)PW-OK向主機(jī)輸出零電平的電源自檢信號，主機(jī)停止工作處于待命狀態(tài)。受控啟動(dòng)后，PW-OK在開關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒由0電平起跳到5V，向主機(jī)輸出高電平的信號。該信號相當(dāng)于AT電源的PG信號。主機(jī)檢測到PW-OK電源完好的信號后啟動(dòng)系統(tǒng)。在主機(jī)運(yùn)行過程中若遇市電掉電或關(guān)機(jī)時(shí)，PW-OK輸出信號比ATX開 關(guān)電源5V輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機(jī)觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動(dòng)關(guān)閉，防止突然掉電時(shí)硬盤磁頭來不及移至著陸區(qū)而劃傷硬盤。 保護(hù)電路七重保護(hù)1、輸入端過壓保護(hù)：耐壓值為270V的壓敏電阻2、輸入端過流保護(hù)：保險(xiǎn)絲3、輸出端過流保護(hù)：通過導(dǎo)線反饋，驅(qū)