開關(guān)電源結(jié)構(gòu)及基本原理課程課件

開關(guān)電源的結(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(duì)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(hào)，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(duì)純凈的低壓直流電?？驁D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輸出取樣供電控制VCC常用元器件性能及主要參數(shù)介紹電阻電容電感二極管三極管變壓器比較器PWM控制器電路圖一個(gè)典型的電路圖開關(guān)電源原理示意圖1經(jīng)過了EMI濾波電路以及PFC電路的交流電波形2整流濾波電路后的波形輸出3從高壓濾波電容出來的電壓波形4經(jīng)過開關(guān)管后的波形5經(jīng)過變壓后的波形6低壓整流后的波形7終于得到了最終需要的電壓抗干擾電路（EMI）由一個(gè)線圈和兩個(gè)電容組成，通常有兩級(jí)EMI。功能：濾除由電網(wǎng)進(jìn)來的各種干擾信號(hào)，防止電源開關(guān)電路形成的高頻擾竄電網(wǎng)。抗干擾電路（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（PowerFactorCorrection）即“功率因數(shù)校正”，主要用來表征電子產(chǎn)品對(duì)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、電容濾波電路會(huì)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(duì)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0.7~0.8。位置在第二層濾波之后，全橋整流電路之前。有源PF躺C輸入電井壓可以荷從90御V到2滲70V恰；高于0泉.99嘴的線路董功率因城數(shù)，并班具有低閱損耗和壞高可靠市等優(yōu)點(diǎn)鐵；有源PF廟C電路可繪用作輔助招電源，而粘不再需要脆輔助電源蚊變壓器；輸出不隨濁輸入電壓焰波動(dòng)變化午，因此可虜獲得高度重穩(wěn)定的輸裕出電壓；有源PF忘C輸出D隆C電壓紋炊波很小，流且呈10蘭0Hz/近120H傾z（工頻叮2倍）的槍正弦波，慣因此采用黑有源PF露C的電源頌不需要采想用很大容臉量的濾波懷電容。EMI造電路整流濾即波電路高壓整流屋濾波電路秧由一個(gè)全涂橋（由四浮個(gè)二極管菊組成）和獸兩個(gè)高壓衣電解電容酸組成。把掙220V崇交流市電駛轉(zhuǎn)換成3尤00V直岡流電。低壓整流喪濾波電路伏由二極管述和電解電飾容組成(善12V使帝用快恢復(fù)宏管，5V撐和3.3券V使用肖碎特基管諷)，如圖器。關(guān)鍵元屠件：輔坊助電源垃開關(guān)管通、輔助騰電源變頁壓器、三端穩(wěn)壓銷器300脖V直流晉電通過宵輔助電薪源開關(guān)亮管成為貪脈沖電雁流，通幼過輔助電電源變徐壓器輸樸出二組粒交流電薄壓，一路經(jīng)整伸流、三端穩(wěn)樓壓器穩(wěn)嗓壓，輸吉出+5VS設(shè)B，加到慘主板上作能為待機(jī)電墻壓；另一路青經(jīng)整流濾炸波，輸出后輔助+12V電源，供慚給PWM等芯片工癢作。輔助電關(guān)源電路開關(guān)電魚路——嫂核心部廚分關(guān)鍵元盈件：P傲S-O縱N、精密穩(wěn)神壓電路、PWM控制芯片、推動(dòng)管茅（由兩個(gè)伏三極管組槐成）、驅(qū)量動(dòng)變壓器攻、主開關(guān)同變壓器原理：唉由推動(dòng)蠟管和PWM（Puls幻玉eWi跌dth武Modu金lati劃on）控制芯夠片構(gòu)成振更蕩電路，握產(chǎn)生高頻遲脈沖待機(jī)時(shí)匯，主板爺啟閉控杜制電路取的電子完開關(guān)斷穿開，PWM控制芯片騙封鎖調(diào)制莖脈寬輸出輝，使T2推動(dòng)變垮壓器，T1主電源開濫關(guān)變壓器勵(lì)停振，停向止提供輸必出電壓。受控啟慰動(dòng)后，地主板啟稅閉電子頃開關(guān)接銳地。PWM控制芯白片輸出仿脈寬調(diào)剛制信號(hào)醉并控制Q3、Q4的c極所接T2推動(dòng)變壓敘器初級(jí)繞孟組的激勵(lì)冊(cè)振蕩，T2次級(jí)它時(shí)激振蕩設(shè)產(chǎn)生的冒感應(yīng)電撫勢(shì)作用媽于T1主電源彎開關(guān)變劑壓器的鍬一次繞笛組，二鼓次繞組驗(yàn)的感應(yīng)旨電勢(shì)經(jīng)捷整流形憶成＋33籌V，±5V，±12預(yù)V的輸出電匆壓。電壓比較繪器PWM控制芯片PW-伴OK電暗路重要元患件：電麥壓比較拿器。待機(jī)時(shí)PW-O濟(jì)K向主機(jī)構(gòu)輸出零隨電平的杠電源自義檢信號(hào)領(lǐng)，主機(jī)句停止工榨作處于飄待命狀蘿態(tài)。受控啟麗動(dòng)后，PW-峰OK在開關(guān)電陡源輸出電臺(tái)壓穩(wěn)定后蟻再延遲幾蛙百毫秒由0電平起偵跳到＋5V，向主機(jī)編輸出高電彩平的信號(hào)鄉(xiāng)豐。該信號(hào)口相當(dāng)于AT電源的PG信號(hào)。主膜機(jī)檢測(cè)到PW-當(dāng)OK電源完極好的信淡號(hào)后啟聚動(dòng)系統(tǒng)鋒。在主機(jī)歇運(yùn)行過亂程中若所遇市電診掉電或款關(guān)機(jī)時(shí)形，PW-O勿K輸出信愿號(hào)比ATX開關(guān)電源＋5V輸出電壓減提前幾百女毫秒消失追，通知主貨機(jī)觸發(fā)系練統(tǒng)在電源暖斷電前自幼動(dòng)關(guān)閉，把防止突然角掉電時(shí)硬滅盤磁頭來門不及移至徐著陸區(qū)而斷劃傷硬盤根。保護(hù)電路篇——七重熄保護(hù)1、輸純?nèi)攵诉^路壓保護(hù)吹：耐壓辮值為2滴70V演的壓敏保電阻2、輸番入端過寧流保護(hù)悲：保險(xiǎn)粒絲3、輸貢出端過烘流保護(hù)袖：通過備導(dǎo)線反沃饋，驅(qū)秘動(dòng)變壓窄器就會(huì)絲式相應(yīng)動(dòng)改作，關(guān)情斷電源墓的輸出砍。4、輸出碑端過壓保洲護(hù)：當(dāng)比看較器檢測(cè)協(xié)到的輸出躬電壓與基省準(zhǔn)電壓偏定差較大時(shí)小，穩(wěn)壓管若就會(huì)對(duì)電開壓進(jìn)行調(diào)茄整。5、輸出遙端過載保享護(hù)：過載衛(wèi)保護(hù)的機(jī)逝理與過流秀保護(hù)一樣欺，也是由弦控制電路刷和驅(qū)動(dòng)變翁壓器進(jìn)行夜的。6、輸芒出端短洋路保護(hù)沖：輸出藥端短路溝時(shí)，比們較器會(huì)他偵測(cè)到陸電流的焦變化，極并通過球驅(qū)動(dòng)變稀壓器、赤PWM千關(guān)斷開選關(guān)管的未輸出。7、溫沃度控制丸：通過