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开关电源工作原理

开关电源

一．开关电源的工作原理

(以LQ-1600K3电源为例)

1. 滤波电路

交流输入经滤波电路整形进入全桥整流。滤波电路减小了外部噪声和打印机内部所产生的噪声。滤波器中使用的线圈和电容的作用是抑制交流电中的毛刺脉冲，使噪声干扰降低到最小从而得到一个较平滑的正弦波。C3、C4电容接于地是为了防止电源中窜入高脉冲损坏电路。

经全桥整流和电容滤波形成300多伏的准直流电压。

2.开关电路

开关电路使用环形阻塞转换器式交流输入开关电源电路。具有元件少，变压器小的特点，场效应管Q1既是开关管又是振荡管，振荡周期由电阻R11和C13的充放电时间常数所决定。电路的工作过程是导通饱和→截止→导通饱和，周而复始地进行下去。其工作过程如下：

a. 导通饱和阶段

电源接通，交流220V经过滤波、整流、平滑输出直流电压300V，由启动电阻R10、R31

接至振荡管Q1的栅极上，产生栅压Vgs，在Q1的漏极上产生漏极电流Id，从小到大。在变

压器T1上线圈T15—12内产生一个力图阻止Id增大的自感电动势，极性为上正下负，同时

在T10—9中感应出一个感应电动势其极性也为上正下负，由于C13两端电压不能突变，因此

T10—9线圈中产生的感应电势不能立即充电，通过R11、C13加至Q1的栅极，使栅极电位提高，Q1漏极电流更加增大，又通过T10—9使Q1栅极电位更加提高，从而使漏极电流增大更快，这种连锁的正反馈使Q1进入饱和状态。

b. 从饱和到截止阶段

由于Q1导通饱和后，T10—9感应电动势通过R11、R19向C13充电，充电方向从T10—9

的10端经R11、C13、R19，于是C13被充电，电压为右正左负，随着充电的进行，C13右端

电位逐渐升高，左端电位随着降低，经过一段时间，当C13左端电位低到一定数值时，Q1的

栅压开始减小，漏极电流Id也随之减小，由于线圈有抵制电流变化的特性，T15—12线圈中

就产生一个力图阻止漏极电流减小的自感电动势，它的极性和刚才的相反，是上负下正，并

且在线圈T10—9中感应出一个上负下正的感应电动势，它的负端通过R11、C13加到Q1的栅极，使栅极电压更负，从而使漏极电流Id更小，这种正反馈的作用，使Q1很快脱离饱和转

入截止状态，即所谓截止阶段。

Q1关断时,产生一个浪涌电流经线圈T15—12使线圈T15—12中产生一个上正下负的感应

电动势，并且在线圈T11—9中也感应出一个上正下负的感应电动势，然而Q3的发射极电压

超过了基极电压，而Q3的基极电压是由IC1（TL431）稳压的，所以Q3导通，便使Q2也

导通，并且短路Q1的栅极，维持接地，保持Q1可靠的截止，直至浪涌电压经地线耗尽为止。

c. 从截止到导通饱和阶段

Q1截止后，C13停止充电，并通过R11→T10—9→D2→C13放电，C13两端电位发生了变化，C13右边电位降低，左边电位相对提高，于是通过C13左边连接到Q1栅极的电位也随之

提高，当栅极的电位升高到一定数值时，就重新产生漏极电流，如上述由于正反馈的作用使

Q1很快从截止状态进入导通饱和阶段。

所以振荡电路从导通饱和——截止——导通饱和周而复始地循环

3.+35V整形电路

包括T3—5、T4—6、D51、C51、C52等。

4. +35V稳压控制电路

正常工作状态下，稳压控制电路使输出电压稳定在35±6%之间。如果因某种原因引起输出电压高于35V＋6%，而稳压二级管ZD51、ZD81~ZD85两端电压32.7V保持不变；或因稳压二级管ZD51、ZD81~ZD85两端电压低于32.7-2.75％V时，流经DZ51-DZ85-D81-R57的电流会增大，使得PC1的1—2腿上的电流加大并使7-8腿导通，以至于使Q3发射极电位提高导至Q3、Q2导通，使Q1截止；相反若输出低于35V-6％时，PC1、Q2截止，Q1处于正常导通状态，输出继续

增大，直到恢复35V±6%。

5. +35V过载检测电路

当+35V输出过载时，引起输出电压变化，这时流DZ51—DZ85--D81--R57--PC1的电流减

小几乎为0A，使PC1与D81两端电压（Vf）下降，当Vf电压降到1.3V（输出电压降至33.1V）以下时，IC528检测到+35V输出过载，使IC528输出一个高电平（+5V）PWDN信号，此信号接

到CPU的20脚上，CPU收到PWDN信号后，打印动作停止。当+35V正常后，PC1与D81两端的

电压也恢复正常，当Vf上升到1.6V以上（输出电压升至33.4V）时，IC528输出低电平。

6. +35V/+5V过压保护电路

当输出+35V电压变大超过+42.42V时，稳压二级管ZD52、ZD87、Q81、Q55对地导通；当+5V 输出变大超过+7.5V时，DZ53、Q55对地导通，此时Q55、Q81、PC1的3—4、5--6腿处于导通状态，开关管Q1被深度截止。无论那个过压保护电路起作用，需重新开启开关方可启动电源板。

7.+35V过流保护电路

当输出+35V降低到+27V以下，Q82和Q54导

通，PC1脚3—4中的电流加大,PC1脚6—5也随

之导通，引起Q32、Q31导通，至使开关管Q1深

度截止，当保护电路起作用时，只能用开关电源

解除保护状态。

8.+5V稳压控制电路

+5V输出的一端接到IC51脉宽调制芯片TL494CN的第16脚与输入到第15脚的标准电压比较。当第16脚（+5V输出）低于4.81V或高于5.17V时，从IC51第8脚输出的PWM脉冲宽度随之改变，从而保持输出端电压在4.81V-5.17V之间。

9. +5V过流保护电路

+5V输出一路接在脉宽调制芯片IC51（TL494CN）的第2脚，当+5V输出端下降到4.75V时，芯片IC51第8脚无PWM脉冲输出，此时Q51截止，无+5V输出。起到保护起作用。

10.电源开关控制

当电源开关处于关闭状态时，R91、C55、D85、

R68、R69对地导通，此时PC1的5-6脚、Q32、Q31

亦导通，使得Q1关断，从而无输出。

关机时PC1状态输入端：Pin1—2=0v， Pin3—4=0.96v，

输出端：Pin7—8=19.4v， Pin5—6=0—3.2v脉冲，开机时PC1状态输入端：Pin1—2=1v， Pin3—4=0v，

输出端：Pin7—8=17v， Pin5—6=5.3v，

二．维修电源板的流程

a．目测电路板上有无使得电源板短路的物质及坏的元件（如：死的蟑螂、老鼠的排放物、电容液等其他腐蚀物）。维修当中经常见到如上东西存留在电源板上，尤其冬天的蟑螂很喜欢Q1的散热片，蟑螂会使Q1短路；有些电源板的输入电压是交流110伏，而用户给其接入了220伏，这样滤波电容（C11）爆裂（220伏对应的C11耐压是400伏，110伏对应的C11耐压是200伏），电解液漏出腐蚀其他元件。电源板待清洁后换同型号电容，一般情况下故障解除。

b．用万用表测量F1是否断开，如完好，维修见c和d；如断开，再测量DB1、Q1、浪涌拟制电阻（部分电源板使用水泥电阻）等元件，如果其阻值正常，更换F1测试有无输出电压；

如果DB1、Q1、浪涌拟制电阻其中之一烧毁，用同型号的更换，测试有无输出。很多情况F1、Q1同时烧毁，更换之输出电压正常。

c．若测得F1完好，检查Q1的启动电阻是否正常,测量时断开电阻的一脚，可以测得准确的阻值看是否与色环表示对应，如阻值不正常更换，看有无输出电压。启动电阻坏的几率很少，几乎很难看到因启动电阻坏而电源板无输出的情况。

d．若测得F1完好，而Q1、启动电阻等也正常，仍无输出，这时可以把电路分为两部分，即变压器的前级和后级，用加电测量变压器有无输出电压来判断问题发生哪级。即：断开变压器次级整流二极管，加电220伏，用万用表交流挡测量变压器次级产生35伏（或者42伏）的管脚电压，如有40伏左右电压（或者55伏左右），说明问题出在变压器以后电路部分；若无电压则可能是变压器以前；如果变压器内部短路或断路，也会无输出。变压器断路可以测量出，短路很难测量出，但两种坏的情况都很少发生。

整流开关回路功率管容易烧毁，D1/D2等其他管子很少坏，Q2/Q3/Q31/Q32会在后面的保护电路中讲到。

注意：断开二极管测量时，加入220伏要有开关控制，要迅速加电迅速断开，以防止无保护电路电压异常损坏其他管子。

e．如果变压器的次级电压有，首先检查直流35伏保护电路是否正常，办法是断开保护电路PC1脚3或者脚4（或者是Q32任一脚），快速加电快速断电，测量35伏是否能产生，35伏产生过，由此断定是保护电路的某些器件损坏，可以用万用表测量PC1、Q31、Q32、Q53、Q54、Q82（16K3电源板中的保护电路元件代号）等其他好坏。在有些电源板中保护电路使用的是内部含有电阻的三极管，测量不易准确，最好和好的对比着量。

f．直流5伏是由35伏产生的，如果5伏异常，可能是产生5伏的控制电路出错，用同型号替换，电压会恢复正常。

g．如果在断开保护时产生的35伏电压（35V±6%）异常，或者电路不起振，检查PC1（1、2、

7、8脚）、Q2、Q3等元件是否正常。

有些电源板有输出保险，修板子应先看此保险是否断开，此保险也是电源板的保护保险，往往由于负载异常而被烧毁，更换新的输出会正常。

电源板中输出电压形成与输入电压开始有一定的时间差，从F1的熔断速度能粗略判断出哪级元件损坏；从打印机面板灯从亮到灭的过程能判断出是哪级保护电路有故障。

三．LQ-1600K3电源板无输出维修实例

1. LQ-1600K3打印机开机后无反应(1)：

故障现象: LQ-160OK3打印机开机后操作面板上电源指示灯不亮，字车不返回初始位置。

检查与排除:在LQ-160OK3打印机中，开机后操作面板上电源指示灯不亮现象一般有三种原因:一是由于电源本身故障使得电源的高压与低压电源均无电压输出;二是由于负载短路造成电源保护电路工作，电源无电压输出;三是主控电路板上CPU电路没有复位，有关控制电路不工作，电源指示灯不亮。根据这些情况应先确定电源本身是否有故障，然后再逐项检查。本例中，按照常规检查方法，先检查该打印机的供电电压、交流电源输入插头，然后打开打印机上盖，拆下主控电路板屏蔽罩，从主控电路板插座CN2上拔掉与电源板的连接线。再加电后观察风扇是否转动。结果风扇不转，由于风扇的工作电源是由该电源板上+35V直接提供的，风扇不转意味着无+35V电压，由此判定为电源本身故障。具体检查步骤如下 (参见下图):

①从打印机底壳中取出电源板对其进行静态测量。

②观察电源板上的交流电源输入保险丝管Fl，正常。用万用表静态测量主开关管Q1(K1603)的控制极 (G)极和漏极 (D)极对地的正、反向电阻值，结果正常。说明主开关管正常。

③测量电源各个输出端的输出电压值，结果+35V输出端的电压值仅为+2.5V；+5V输出端的电压值也只有+2V。由此判断可能是电源的保护电路工作所致。检查+5V和+35V输出电路有无短路，结果也正常。

④检查该电源保护电路的有关器件，加电测量光电藕合器PCl的6脚对地的电压值量得为+12V，而正常情况下应该是+4V。随后检查Q32(C124)、Q31(K1725)和ICl(TL431)后，查得TL43l 的R-A之间的正、反向电阻值均为0.2KΩ。而正常值应该都是4KΩ。判定TL431损坏。拆下TL431并更换后故障排除。

故障解析:LQ-160OK3打印机电源主开关电路主要由主开关管Ql、高频变压器Tl、三极管Q2、Q3、Q32、可控调节稳压器ICl、光电耪合器PCl组成，其电路如图见附图2所示。

正常工作状态下，ICl是三极管Q3的基极稳压源，检测+5V输出电压值。当+5V电压值异常升高时，经过PCl反馈到ICl的控制极，使得Ql截止。而在本例中，由于ICl的K-A极之间漏电导致Ql工作异常而出现故障。

2. LQ-1600K3打印机开机后无反应 (2)

故障现象:LQ-160OK3打印机开机后操作面板上电源指示灯不亮，字车不返回初始位置。

检查与排除:按照上实例的检查方法，检查后初步判定为该机电源本身故障。将电源板从打印机内拆下，先检查交流电源输入保险丝管Fl，结果Fl完好无损，用万用表测量高压输出电容C11两端的正、反向电阻值或直接测量主开关Q1(K1603)的控制极(G)极和漏极 (D)极对地的正、反向电阻值，以此判断直流高压电路有无短路现象，结果正常。加电测量该电源各个输出端的输出电压值，结果+35V输出端的电压值很小只有+lOV且在不断地下跌，+5V输出端的电压值异常，达到+lOV。从下图可以看出，+5V稳压电路由稳压集成电路494C(IC51)、开关管

Q51(A1680)和一些其它元件组成。由于+5V稳压电路的输入电压取自+35V电源，+5V稳压电路故障会影响到+35V电压值。由此看来，应先排除+5V电源电路故障才能解决+35V电源的故障。先将Q5l的c-e极从电源板上断开，即切断+5V稳压电源的输入电压，再加电测量+35V电源输出端的电压值，结果为+35V。拆下Q51检查测得其c-e极的极间电阻值均为lk左右。判定Q51损坏，更换Q51后故障排除。

故障解析:LQ-160OK3打印机电源+5V稳压电路如上图所示。其工作原理为:+35V电压输入到稳压电路开关管Q51的发射极，此时，稳压集成电路IC5l内部振荡器产生一定频率的锯齿波(其频率大小由电阻R63和电容C58决定)，并通过8、11脚输出到Q51的基极，以此控制着Q51的开关频率，通过控制Q51的开关频率便可在Q51的集电极上得到稳定的斗5V电压。图中二极管D55是Q51的续流二极管，L5l则是储能电感。

本例故障主要是由于Q5l的c-e极极间漏电，一方面使得+35V电压通过Q5l的c-e极窜到+5V电源输出端，使+5V输出端的电压值达到+lOV;另一方面作为+35V负载的Q51漏电会启动该电源的保护电路，导致+35V电源输出电压下跌。虽然+5V稳压电源输出端有+lOV电压，但在主控电路板上+lOV电压却远远地超出板上芯片的工作电压(+5V)，主控电路自然不能正常复位，故出现面板上电源指示灯不亮的现象。

3. LQ-1600K3打印机开机后无反应(3)

故障现象: LQ-160OK3打印机开机后操作面板上电源指示灯不亮，字车不返回初始位置。

检查与排除:按照 [实例1]的检查方法，检查后初步判定为该机电源本身故障。将电源板从打印机内拆下，先检查交流电源输入保险丝管Fl，结果发现内部焦黑不清，显然主开关电路有短路 (参见实例1图)。用万用表直接测量主开关Q1(K1603)的控制极(G)极和漏极 (D)极对地的正、反向电阻值，结果已经击穿，拆下Ql检查后判定Q1损坏。用同型号新的三极管 (K1603)更换Q1，并换上相同规格的新保险丝管后，进行加电测试。当输入的交流电压升到170V时保险丝管Fl又烧坏，断电检查Ql后，发现其S-D之间短路，进一步检查开关电路后查得二极管Dl短路。在用同型号的器件分别更换Ql·Fl和Dl后进行加电测试，输出电压分别达到正常值+5V和+35V。

将修好的电源装入打印机进行试验后发现打印机面板上的电源开关失效，即电源开关处于断开状态下，打印机一接通电源其字车随即开始移动，用替换法检查后，仍然是打印机电源故障。此时因为电源输出电压正常，应着重检查该电源的关闭电路，即检查PCl、Q32、Q31及其外围电路 (参见实例1图和实例2图)，最后查得场效应管Q31(K1225)损坏，用一只同型号的

新管更换后，打印机故障排除。

故障解析:本例由于二极管Dl击穿使得高频变压器Tl中线圈5-12上电流激增导致主开关管Q1损坏。该电源的关闭电路主要由PCl的一组光电欧合器 (3、4、5、6脚)、三极管Q32(C124)和场效应管Q31(K1225)组成。其原理是:正常情况下+35V通过二极管D84施加在PCl的发光二极管 (4脚)上，再通过光电接收管(5、6脚)反馈到场效应管Q31的控制极。

当打印机的电源接入而操作面板上的电源开关处于关闭状态时，即开关处于闭合状态时CN2-10为低电平，PCl的3、4发光二极管导通，光电接收管5、6导通，经过Q31和Q32后使Ql的控制极电位为零，整个电源工作在待机状态下，电源板无电压输出。由于LQ-160OK3打印机电源在打印机电源线接入交流电源后，电源的主开关管Ql即工作，因此当打印机不用时，一定要将其电源插头拔下。

打印机开机即按下操作面板上电源开关时，开关处于断开状态，CN2-10脚为高电平，PCl 的3、4发光二极管截止，光电接收管5、6截止，主开关管Ql恢复到正常工作状态，电源正常工作。

当Q31损坏时，无法将操作面板上的电源开关状态反馈到主开关管的控制极，导致打印机一插上交流电，打印机就工作在异常状态

4. LQ-1600K3打印机开机后无反应 (4)

故障现象:LQ-160OK3打印机开机后操作面板上电源指示灯不亮，字车不返回初始位置。

检查与排除:按照惯例检查方法检查后发现风扇工作正常，说明电源工作正常，而电源指示灯不亮，这可能是主控电路板上CPU电路没有复位，导致面板控制电路不工作。按以下步骤检查主控电路板:

①关断打印机电源后，从打印机底壳中取出主控电路板对其进行静态测量。检查其+5V电压端对地之间的正、反向电阻值 (可以通过测量并行接口缓冲电路74LS06芯片的7脚对14脚)，结果其正、反向电阻值分别为1.5k和0.65k, 属于正常。

②用一片好的LQ-160OK3打印机的监控程序ROM芯片替换原主控电路板上ROM芯片(IC3)，加电观察打印机的工作状态，结果故障依旧。

③加电测量CPU电路的复位电压即测量IC5(PST532D)的3脚上的电压值，结果测得为+4.9V，属于正常。

④加电后用示波器分别观察CPU电路的外接振荡信号输入端 (25、26脚)上有无振荡波形(LQ-160OK3打印机的外接晶体振荡器CRUl的振荡频率为17.2MHZ)，结果无波形输出。用一只好的晶体振荡器更换后故障排除。

故障解析:LQ-160OK3的CPU芯片内部设有设置时钟振荡器，它必须由外加晶体振荡器CRUl 来提供频率为17.2MHZ的时钟信号。本例中由于CRUl损坏导致CPU不能正常工作，出现面板上电源指示灯不亮的故障现象。

四.元器件好坏的判断

1.测试二极管的好坏

使用万用表测试二极管性能的好坏。测试前先把万用表的转换开关拨到欧姆档的RX10或RX1K档位（注意不要使用RX1档，以免电流过大烧坏二极管），再将红、黑两根表笔短路，进行欧姆调零。

①. 正向特性测试

把万用表的黑表笔（表内正极）搭触二极管的正极，红表笔（表内负极）搭触二极管的负极。若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间，这时的阻值就是二极管的正向电阻，一般正向

电阻越小越好。正向电阻在几百欧到几千欧大小，若正向电阻为0值，说明管芯短路损坏，若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路。短路和断路的管子都不能使用。

②. 反向特性测试

把万且表的红表笔搭触二极管的正极，黑表笔搭触二极管的负极，反向阻值一般在几千欧到兆欧，若管子的阻值为零或无穷大，说明管子是不合格的。

特例：硅稳压二极管

硅稳压管实质上也是晶体二极管，因为它有稳压的特点，所以把这种类型的二极管叫做稳

2. 三极管的简单测量

使用晶体管时，往往要对晶体管的质量和性能进行判断。比较准确的方法是用专门的测量仪器。下面介绍用万用表对晶体管进行测量的简易方法：

万用表进行测量时，万用表的选择开关应选择在欧姆挡的R×100或R×1k挡位上。高挡位可能会因电池电压过大使得PN结反向击穿；低挡位会因电流过大烧毁PN结。

①.基极及管型判断：因为从晶体管的管脚b到c和b到e分别是两个PN结，它们的正向电阻都很小，所以用万用表欧姆挡测量时，可以任意假设一个极是基极，将任一表棒分别和其余的两极相接，若电阻都很大，然后将两表棒对调测量，如电阻都很小，则上述假设的基极是正确的。如果测量的电阻是一大一小，则假设的基极不对，可换一管脚作基极再测量，直到符合上面的正确结果为止。基极确定后，用万用表的红表棒接基极，黑表棒分别和另外两电极相接，若测量的电阻都很小，即为PNP型管，反之则是NPN型管。

②.集电极与发射极的判断：测量电路见下图，对于NPN型管在万用表两表棒接到除基极

以外的两管脚后，合上K如果表针摆动较大，则黑表棒所接

的那支管脚就是集电极。因为对于NPN型管，只有集电极接

正电压，发射极接负电压时，电流放大系数才比较大，才有

较大的电流通过电表而表针有较大的偏转。集电极确定后，

剩下的一支管脚就是发射极。对于PNP 型管，将左图中红、

黑表棒对换，合上K，如表针摆动较大，则红表棒所接管脚

为集电极；或者用万用表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、

反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。

对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔→e极→b极→c极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c.

③.β值的估计：上图测量电路中，如果在K合上与断开的两次测量中，表的读数相差愈大，

表明β值较大。

①④.穿透电流Iceo的测量：如右图连接，用万用表测量

c、e之间的电阻。对于一般小功率晶体管，阻值应该

在十几千欧以上。如果阻值太小，表示Iceo较大；如

3. 场效应三极管的测量

由于场效应管的特殊结构，栅极与源极、漏极之间用万用表电阻挡测量其阻值是无穷大，源极与漏极之间测量时有单向电阻，原因是源极与漏极之间是N型或P型材料，当测量电阻时，实际上是给两极之间加上外电场，自由粒子在外电场的作用下移动，与万用表之间形成导通回路，能测量到几百Ω到几千Ω电阻；如果表棒调换，则测量的电阻是无穷大。

五. TL494（脉宽调制器）工作原理

第（1）脚为第一组误差放大器的同相输入端。

第（2）脚为第一组误差放大器的反相输入端。从第（14）脚输出的5V基准电压经R14、R20分压得到约4V的电压，与第（1）脚电压进行比较。由于输+5V电压升高时第（1）脚取样

电压成比例升高，当此电压超过4V时，误差放大器输出高电平，通过IC内部比较器控制输出脉宽减小，以使5V电压下降，达到稳压的目的。

第（3）脚为第一误差放大器输出的引出端。外接C19、C20、C21、R11组成的频率校正网路，以防止放大器发生自激。

第（4）脚为死区控制端。当IC工作在推挽状态时，其两组输出脉冲使两只推挽开关管依次导通和关断。为了避免开关管的滞事效应造成瞬间导通而击穿开关管，在脉冲的序列之间留有一定的空隙，称为死区。改变第（4）脚的电压，可改变死区时间。当第（4）脚电压大于5V 基准电压时，输出脉冲关断。在0-5V，死区时间成比例增大。

第（5）脚步内部振荡电路，外接定时电容C18，

第（6）脚为外接定时电阻R9。此RC的值决定TL494输出脉冲的重复频率，其值为FKHZ=1.2/R 欧姆.C（UF）。按图中数据，此电源的工作频率为30KHZ。

第（7）脚共地端，也是供电的负极端。

第（8）（11）脚为两路输出放大管的集电极。

第（9）（10）脚为内部驱动放大管的发射极，接地。

第（12）脚为供电端，其允许输入电压可达8-40V，因此无需外部稳压器。第（13）脚为工作状态设定端。当第（13）脚为5V基准电压时，两路输出脉冲相差180度，每路输出量大200MA的驱动电流，用于驱动推挽或半桥、桥式电路。当第（13）脚接地时，两路输出脉冲为同相位，为8-40V时，第（14）脚均输出5+-0.25V的稳定基准电压。

第（14）脚内部基准电压源。在IC供电组误差放大器的反向输入端，在该电源中作为过流保护取样输入。

六. TL431工作原理

TL431是一是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值。

上图分别是该器件的电路图、内部示意图、外形图。3个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF）。

恒压电路应用：TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如示意图电路中，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若V o增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致V o下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，V o=5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1 mA 。

附图1：二极管、三极管、场效应管的外形图

附图2：

开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读：开关电源工作原理超详细解析第1页：前言：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（Sw itching Mode P ow er 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（sw itching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V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/W ii/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。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。事实上，终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案：闭回路系统（closed loop system）——负责控制开关管的电路，从电源的输出获得反馈信号，然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器（这个方法称作PW M，Pulse W idth Modulation，脉冲宽度调制）。所以说，开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整，从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量，而且降低发热量。反观线性电源，它的设计理念就是功率至上，即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下，结果产生高很多的热量。第2页：看图说话：图解开关电源下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction，功率因素校正)电路的廉价电源，图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。图3：没有PFC电路的电源图4：有PFC电路的电源通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处：一个具备主动式PFC电路而另一个不具备，前者没有110/220V转换器，而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。

常见几种开关电源工作原理及电路图

一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算，即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路

图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。

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：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 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。

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。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C GS、C GD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

开关电源工作原理

开关电源一．开关电源得工作原理 (以LQ-16０0K3电源为例) １、滤波电路交流输入经滤波电路整形进入全桥整流。滤波电路减小了外部噪声与打印机内部所产生得噪声。滤波器中使用得线圈与电容得作用就是抑制交流电中得毛刺脉冲,使噪声干扰降低到最小从而得到一个较平滑得正弦波.C3、C４电容接于地就是为了防止电源中窜入高脉冲损坏电路. 经全桥整流与电容滤波形成３00多伏得准直流电压。 2.开关电路开关电路使用环形阻塞转换器式交流输入开关电源电路。具有元件少，变压器小得特点，场效应管Ｑ1既就是开关管又就是振荡管,振荡周期由电阻R11与C13得充放电时间常数所决定。电路得工作过程就是导通饱与→截止→导通饱与，周而复始地进行下去。其工作过程如下：ａ、导通饱与阶段电源接通,交流220Ｖ经过滤波、整流、平滑输出直流电压３0０V,由启动电阻R10、R31接至振荡管Q1得栅极上，产生栅压Vgs,在Ｑ１得漏极上产生漏极电流Ｉd，从小到大。在变压器T１上线圈Ｔ1５—１2内产生一个力图阻止Id增大得自感电动势，极性为上正下负，同时在Ｔ10—9中感应出一个感应电动势其极性也为上正下负,由于C13两端电压不能突变，因此T10—９线圈中产生得感应电势不能立即充电, 通过R１1、C13加至Q１得栅极，使栅极电位提高,Q1漏极电流更加增大，又通过T1０—9使Q1栅极电位更加提高，从而使漏极电流增

大更快,这种连锁得正反馈使Q1进入饱与状态. b、从饱与到截止阶段由于Ｑ１导通饱与后，T10—9感应电动势通过Ｒ１1、R19向C13充电，充电方向从T１0-9得1０端经R11、Ｃ13、R1９，于就是C13被充电，电压为右正左负，随着充电得进行,C13右端电位逐渐升高，左端电位随着降低，经过一段时间,当Ｃ１3左端电位低到一定数值时，Q1得栅压开始减小，漏极电流Id也随之减小，由于线圈有抵制电流变化得特性，T1５—1２线圈中就产生一个力图阻止漏极电流减小得自感电动势，它得极性与刚才得相反，就是上负下正，并且在线圈T10—9中感应出一个上负下正得感应电动势,它得负端通过R11、C1３加到Q1得栅极,使栅极电压更负,从而使漏极电流Ｉd更小,这种正反馈得作用,使Ｑ1很快脱离饱与转入截止状态，即所谓截止阶段. Q１关断时，产生一个浪涌电流经线圈T15—12使线圈T１5-１2中产生一个上正下负得感应电动势,并且在线圈Ｔ11—9中也感应出一个上正下负得感应电动势，然而Ｑ3得发射极电压超过了基极电压，而Q3得基极电压就是由IＣ１(ＴL4３１）稳压得,所以Ｑ3导通，便使?Ｑ2也导通，并且短路Ｑ1得栅极,维持接地，保持Q1可靠得截止，直至浪涌电压经地线耗尽为止。 c、从截止到导通饱与阶段 Q1截止后,C１3停止充电,并通过R1１→Ｔ10-9→D2→C1３放电，Ｃ1３两端电位发生了变化，Ｃ13右边电位降低,左边电位相对提高,于就是通过C１3左边连接到Ｑ1栅极得电位也随之提高，当栅极得电位升高到一定数值时，就重新产生漏极电流，如上述由于正反馈得作用使Q1很快从截止状态进入导通饱与阶段. 所以振荡电路从导通饱与—-截止——导通饱与周而复始地循环 3.+３５Ｖ整形电路包括Ｔ3—5、T４—6、D51、C51、Ｃ５２等。 4、 +35V稳压控制电路正常工作状态下,稳压控制电路使输出电压稳定在35±６%之间。如果因某种原因引起输出电压高于3５V＋6％,而稳压二级管ＺD51、ZＤ８1～ＺD８5两端电压32、7Ｖ保持不变；或因稳压二级管ZＤ5１、ZＤ81～ZD８5两端电压低于３2、7—2、７5%Ｖ时，流经DZ５1—DZ８5—D81-R57得电流会增大，使得PＣ１得1-2腿上得电流加大并使７—8腿导通,以至于使Q3发射极电位提高导至Q3、Q２导通，使Q1截止；相反若输出低于35V-6％时，ＰC1、Ｑ2截止，Ｑ1处于正常导通状态,输出继续增大,直到恢复3５V±6%。５、 +35V过载检测电路

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图开关电源原理与维修开关电源原理图电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。二(开关电源的组成开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成，见图1。 1( 主电路冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。逆变:将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。输出整流与滤波:根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 2( 控制电路一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。 3( 检测电路提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。 4( 辅助电源

实现电源的软件(远程)启动，为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。开关电源原理图三(开关电源的工作原理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，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量，当开关S断开时，电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量。 VO=TON/T*Vi VO 为负载两端的电压平均值 TON 为开关每次接通的时间 T 为开关通断的工作周期

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析个人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

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开关电源原理（希望能帮到同行的你更加深入的了解开关电源，温故而知新吗！！）一、开关电源的电路组成[/b]：：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[/b]：： 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[/b]：： 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：

正激式变压器开关电源工作原理

正激式变压器开关电源工作原理正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。 1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17中Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R 是负载电阻。在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。我们从（1-76）和（1-77）两式可知，改变控制开关K的占空比D，只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua ，而输出电压的幅值Up不变。因此，正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值输出滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的，一方面，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给电源，对电源进行充

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： PWM

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。

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52、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。

开关电源基本电路及原理介绍

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Vo 5. 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 CCM时的基本关系：

开关电源工作原理解析

开关电源工作原理解析个人PC所采用的电源都是基于一种名为研关模式旧勺技术，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），它还有一个绰号一一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中的一3）11 ;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中的一4）11 ; 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中的一5）11

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、 PlayStati on/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。所以说个人 PC 用户并不适合用线性电源。 ?开关电源知多少开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言， AC 输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是 50-60 KHz ）。随着输入电源的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC 以及像VCR 录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的子关电源I 其实是—高频开关电源I 的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

电脑开关电源原理及电路图

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。当开关管Q03截止后，T3将产生一个很大的反极性尖峰电压，其峰值幅度超过Q03的C极电压很多倍，此尖峰电压的功率经D18储存于C01中，然后在电阻R004上消耗掉，从而降低了Q03的C极尖峰电压，使Q03免遭损坏。 2.3、辅助电源电路整流器输出的300V左右直流脉动电压，一路经T3开关变压器的初级①~②绕组送往辅助电源开关管Q03的c极，另一路经启动电阻R002给Q03的b极提供正向偏置电压和启动电流，使Q03开始导通。Ic流经T3初级①~②绕组，使T3③~④反馈绕组产生感应电动势(上正下负)，通过正反馈支路C02、D8、R06送往Q03的b极，使Q03迅速饱和导通，Q03上的Ic电流增至最大，即电流变化率为零，此时D7导通，通过电阻R05送出一个比较电压至IC3（光电耦合器Q817）的③脚，同时T3次级绕组产生的感应电动势经D50整流滤波后一路经R01限流后送至IC3的①脚，另一路经R02送至IC4（精密稳压电路TL431），由于Q03饱和导通时次级绕组产生的感应电动势比较平滑、稳定，经IC4的K端输出至IC3的②脚电压变化率几乎为零，使IC3内发光二极管流过的电流几乎为零，此时光敏三极管截止，从而导致Q1截止。反馈电流通过R06、R003、Q03的b、e极等效电阻对电容C02充电，随着C02充电电压增加，流经Q03的b极电流逐渐减小，使③~④反馈绕组上的感应电

(完整word版)开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析第1页：前言：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

开关电源工作原理详细分析(1)

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

ATX开关电源结构图

ATX开关电源的原理框图：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。电+脑*维+修-知.识_网 (w_ww*dnw_xzs*co_m) 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。从而达到保护电源的目的。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m) 由上述原理可知，即使我们关了电脑后，如果不切断交流输入端，待机电源是一直工作的，电源仍有5到10瓦的功耗。内部电路结构电源的内部电路分为抗干扰电路、整流滤波电路、开关电路、保护电路、输出电路等。抗干扰电路电源的抗干扰电路位于电源输入插座后，由线圈和电容组成一个滤波电路（如图1 ），它可以滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。由于这部分电路不影响电源的正常工作，很多便宜的电源会把它省略。随着3 C 认证制度的实施，在这部分开始增加P F C （功率因数校正）电路，凡是3 C 认证的电脑电源，必须增加P F C 电路。PFC 电路可以减少对电网的谐波污染和干扰。PFC 电路有两种：有源PFC 和无源P F C 。无源P F C 一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，有源P F C 由电感电容及电子元器件组成，能够获得更高的功率因数，但成本也相对较高。有源P F C 电路具有低损耗和高可靠性等优点，可获得高度稳定的输出电压，因此，有源P F C 的电源不需要采用很大容量的滤波电容。PFC电路是面已经提到PFC，PFC电路称为功率因素校正电路，功率

开关电源工作原理

开关电源开关电源的工作原理 (以LQ-1600K3电源为例) +5V +35V cpu 20 AC 输入 sw 1. 滤波电路交流输入经滤波电路整形进入全桥整流。滤波电路减小了外部噪声和打印机内部所产生的噪声。滤波器中使用的线圈和电容的作用是抑制交流电中的毛刺脉冲，使噪声干扰降低到最小从而得到一个较平滑的正弦波。C3、C4电容接于地是为了防止电源中窜入高脉冲损坏电路。经全桥整流和电容滤波形成300多伏的准直流电压。开关电路开关电路使用环形阻塞转换器式交流输入开关电源电路。具有元件少，变压器小的特点，场效应管Q1既是开关管又是振荡管，振荡周期由电阻R11和C13的充放电时间常数所决定。电路的工作过程是导通饱和→截止→导通饱和，周而复始地进行下去。其工作过程如下： a. 导通饱和阶段全波整流整形电路整形电路 +5V调整电路 +5V稳压控制电路 +5V过压保护电路光电耦器 +35V过载检测电路 +35V稳压控制电路 +35V过压保护电路 +5V过压保护电路 +35V过流保护电路开关电路滤波电路光电耦合器

电源接通，交流220V经过滤波、整流、平滑输出直流电压300V，由启动电阻R10、R31接至振荡管Q1的栅极上，产生栅压Vgs，在Q1的漏极上产生漏极电流Id，从小到大。在变压器T1上线圈T15—12内产生一个力图阻止Id增大的自感电动势，极性为上正下负，同时在T10—9中感应出一个感应电动势其极性也为上正下负，由于C13两端电压不能突变，因此T10—9线圈中产生的感应电势不能立即充电，通过R11、C13加至Q1的栅极，使栅极电位提高，Q1漏极电流更加增大，又通过T10—9使Q1栅极电位更加提高，从而使漏极电流增大更快，这种连锁的正反馈使Q1进入饱和状态。 b. 从饱和到截止阶段由于Q1导通饱和后，T10—9感应电动势通过R11、R19向C13充电，充电方向从T10—9的10端经R11、C13、R19，于是C13被充电，电压为右正左负，随着充电的进行，C13右端电位逐渐升高，左端电位随着降低，经过一段时间，当C13左端电位低到一定数值时，Q1的栅压开始减小，漏极电流Id也随之减小，由于线圈有抵制电流变化的特性，T15—12线圈中就产生一个力图阻止漏极电流减小的自感电动势，它的极性和刚才的相反，是上负下正，并且在线圈T10—9中感应出一个上负下正的感应电动势，它的负端通过R11、C13加到Q1的栅极，使栅极电压更负，从而使漏极电流Id更小，这种正反馈的作用，使Q1很快脱离饱和转入截止状态，即所谓截止阶段。 Q1关断时,产生一个浪涌电流经线圈T15—12使线圈T15—12中产生一个上正下负的感应电动势，并且在线圈T11—9中也感应出一个上正下负的感应电动势，然而Q3的发射极电压超过了基极电压，而Q3的基极电压是由IC1（TL431）稳压的，所以Q3导通，便使Q2也导通，并且短路Q1的栅极，维持接地，保持Q1可靠的截止，直至浪涌电压经地线耗尽为止。 c. 从截止到导通饱和阶段 Q1截止后，C13停止充电，并通过R11→T10—9→D2→C13放电，C13两端电位发生了变化，C13右边电位降低，左边电位相对提高，于是通过C13左边连接到Q1栅极的电位也随之提高，当栅极的电位升高到一定数值时，就重新产生漏极电流，如上述由于正反馈的作用使Q1很快从截止状态进入导通饱和阶段。所以振荡电路从导通饱和——截止——导通饱和周而复始地循环 +35V整形电路包括T3—5、T4—6、D51、C51、C52等。 4. +35V稳压控制电路正常工作状态下，稳压控制电路使输出电压稳定在35±6%之间。如果因某种原因引起输出电压高于35V＋6%，而稳压二级管ZD51、ZD81~ZD85两端电压保持不变；或因稳压二级管ZD51、ZD81~ZD85两端电压低于时，流经DZ51-DZ85-D81-R57的电流会增大，使得PC1的1—2腿上的电流加大并使7-8腿导通，以至于使Q3发射极电位提高导至Q3、Q2导通，使Q1截止；相反若输出低于35V-6％时，PC1、Q2截止，Q1处于正常导通状态，输出继续增大，直到恢复35V±6%。

计算机开关电源原理图电路分析

计算机开关电源原理图电路分析第一章基本构成方框图及原理分析一、基本方框图 +5VSB PG PS/ON ±5V/±12V/3.3V 二、原理分析 1．工作原理交流电220V 进入输入滤波电路，衰减电网电源线进入的外来噪声，再进入浪涌电流抑制电路，抑制开机瞬间的浪涌电流，进入桥式滤波电路，把交流220V 整流滤波成直流300V 电压。一路进入开关电路，另一路进入辅助电源电路，经过辅助电源电路内部变换，输出两组电压，一组为+5VSB 电压，另一组为TL494 ⑿脚提供工作电压（约18V ）。 TL494有了工作电压，就开始振荡工作，经内部整形，在其⒁脚就有+5V 基准电压，⑧脚⑾脚输出脉冲矩形波，经驱动电路放大，驱动变压器耦合，送到开关电路开关管的基极，控制开关管轮流导通和截止，于是在开关变压器次级就有脉冲方波输出，经次级侧整流滤波，输出直流电压±5V ，±12V ，＋3.3V 。输入滤波电路浪涌电流抑制电路桥式（倍压）整流电路滤波电路开关电路开关变压器整流滤波电路辅助电源开关电路整流滤波电路整流滤波电路驱动变压器驱动放大电路 TL494 LM339 过流保护检测电路稳压检测电路过压保护检测电路 1 114 81 325 61

2．稳压原理当输出电压（+5V，+12V，+3.3V）因某种原因升高或降低时，经稳压检测电路（取样电阻）检测，到TL494①脚的电压也相应升高或降低，经TL494内部取样放大器比较，从而使TL494内部末级输出晶体管输出的调制脉冲宽度变窄或变宽，经驱动电路加到两开关管的基极驱动脉冲的宽度也相应变窄或变宽，这样从开关管经高频变压器耦合到次级绕组的脉冲调制电压的脉冲宽度也将变窄或变宽，经整流滤波后的直流电压必然下降或升高，从而使输出电压保持稳定。 3．过流保护原理当输出电压某一组负载过大或短路时，开关变压器绕组电流也增大，从而使推动变压器上感应的电流也增大，经耦合，推动变压器初级电流也相应增加，此电压经整流、取样，使TL494⒃脚和LM339⑤脚的电压升高，导致TL494输出的调制脉冲宽度为0，从而达到过流保护的目的。 4．过压保护原理当输出电压超过规定值时，稳压管将被击穿而导通，LM339⑤脚电压将会升高，LM339②脚输出电压也会升高，从而使TL494④脚电压也会升高，结果使TL494⑧脚⑾脚输出的调制脉冲宽度为0，开关管处于截止状态，从而达到过压保护的目的。第二章基本单元电路原理分析一、输入滤波电路作用：防止输入电源窜入噪声，抑制开关电源产生的噪声反馈到输入电源。 FL1和CX1组成差模抗干扰电路（正态）； FL1或CY1、CY2组成共模抗干扰电路（共态）；经LC振荡产生一高频振荡频率吸收电路，当外界高频干扰信号来时，经吸收电路短路到地，输出正常的50HZ低频信号，此电路又称低通滤波器。二、浪涌电流抑制电路