㈠ 开关稳压电源电路由哪几部分组成
本人从事网吧网管多年经验,所回答的全部都是个人见解和经验,不抄网上的答案,如果支持我,请把我的答案采纳,谢谢,欢迎以后有什么不懂的来问我,QQ:200935366 一种开关稳压电源电路
摘要:分析一种开关稳压电源的基本原理,介绍了它的电路结构及稳压过程。关键词:开关电源;自激式;功率转换
1开关稳压电路的工作原理开关稳压电源由输入部分。功率转换部分。输出部分。控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成,电路如图1(a)所示,波形如图1(b)所示。
Ui是用电网交流220V直接整流滤波得到的直流高压(这样可省去工频变压器)。高频变压器的原绕组为N1,N2为变压器副绕组,供输出用。N3为基极正反馈绕组,R1是启动电阻,R2是限流电阻。加上电源时,电流通过R1流向开关管T的基极,使T导通。此时变压器副边的二极管反向偏置,于是T集电极电流和变压器绕组N1中电流相等。由于是从零起动,基极电流不大,就能使T导通。原绕组N1通过电流,产生上正下负的感应电压,经磁芯耦合,反馈绕组N3也产生感应电压UL3,并向T的基极注入iB,使T进一步导通,即UL3增加,iB增大,使iC进一步增大,这是一个正反馈雪崩过程。在T导通期间,副边因二极管反偏没有电流。当T进入高饱和区后,iC的变化率减小,原边N1绕组感应电压下降,同时反馈绕组N3电压下降,造成iB下降,iC下降,这再次形成一个正反馈雪崩过程,使开关管迅速截止。T的导通时间TON取决于iC达到饱和的时间。 T导通期间,副边电路截止,原边线圈储能。T截止时,N1的感应电压上负下正,相应地N3的电压上负下正,保证T截止,同时副边N2电压上正下负,D导通。由N2通过D向负载传送能量,副边绕组中电流iD线性下降,直到iD=0,电路恢复起始状态,开始一个新的周期,T再次导通。TOFF取决于副边绕组放电到零的时间。输出电压与开关管的导通时间成正比。2开关稳压电源的构成及稳压过程开关电源电路如图2所示。下面对这个电路的各个主要组成部分的作用及原理作分析。2.1输入部分 RT1.C1为输入滤波器(RC低通滤波器),L1.C2.C3为共模滤波器,可以衰减。削弱共模干扰,V1为全桥电路,桥式整流可防止输入电源极性接反烧坏电源电路,C4为滤波电容,R2.C5.V2构成主绕组吸收网络,其作用在后面保护部分详细叙述。2.2功率部分和部分驱动电路 V4为开关管,R1.R4为启动电阻,R5.C6及反馈绕组构成正反馈开关管驱动电路,V6.R7构成过激保护电路,R3.C8构成开关管吸收网络,减小其开关噪声。
2.3输出部分 (1)V9.C10.C11.L2.C12.C13和线性集成稳压器N1构成24V整流滤波及稳压电路,R10.HL4构成24V发光二极管指示电路,R34.XJD构成失压告警电路。 (2)V10.C14.C15.L3.C16构成+5V整流滤波电路,R11为固定负载,R12.HL1为+5V发光二极管指示电路。R31为+5V测试限流电阻。2.4采样和控制部分 R14.R15.RP1和稳压管N2构成+5V取样测量回路,C17用于防止稳压管N2自激。光隔N3实现取样电路与开关管的电隔离,V8.C9对光隔起保护作用并抑制自激,V5为脉宽控制管,R6.C7.V7.R8构成电流负反馈回路,R9为限流电阻。2.5电路稳压的过程如上所述,通过改变开关管V4的导通时间TON即可达到稳定输出电压的目的。当输出电压高于+5V时,稳压管N2击穿导通,使光电隔离器中的发光二极管导通,其亮度增大,光敏三极管的电流增大,管压降减小,V5导通。由于V5集电极电流IC5的分流作用,使开关三极管V4的基极电流减小,促使V4导通时间缩短,提前截止,变压器原绕组N1储能减小,从而使输出电压UO降低。当输出电压低于+5V时,稳压管N2截止,光电三极管N3截止,V5也趋于截止,使V4的基极电流增加,导通时间延长,使N1储能增加,于是输出电压U�O升高。2.6保护电路这里讨论对开关管V4采取的两种保护措施。 (1)过流保护 V4的过流保护元件为R6.C7.V7.R8。当V4管电流增大时,电阻R6上产生的压降也增大,V5基极电位升高,使V5导通加剧,V5的集电极分流使V4的基极电流减小,V4的集电极电流也减小,最终V4截止,使V4不会因过流而烧坏。 (2)过压保护变压器原绕组N1上接有的二极管V2.电阻R2和电容C5,目的在于放掉积蓄在变压器漏感上能量。否则,开关管截止的瞬间会出现很高的浪涌电压,它重迭在开关管的集电极电压上,很容易将开关管击穿。3结束语这种开关稳压电源有很多优点,在SF600收发信机的实际应用中效果良好。但也存在缺点,需改进。如因为只从一组取样反馈,不能保证多路输出稳定等。因此,24V一路只能靠加集成线性稳压器7824来解决稳压问题。
㈡ 12v开关电源电路图及原理
本文介绍的开关电源,输出电压从0~12V、电流从0~5000A连续可调,满载输出功率为60kW。由于采用了ZVT软开关等技术,同时采用了较好的散热结构,该电源的各项指标都满足了用户的要求。
12v开关电源其实是能够有效地维持输出电压稳定的一种电源。那么如果开关电源的电压不稳定将会影响到设备的正常运行,我们要怎么把电压调到适合的位置,12v开关电源怎么调电压,我们可以先看下12v开关电源电路图讲解,这样就会明白12v开关电源怎么调电压,一起学习吧!
主电路的拓扑结构
鉴于如此大功率的输出,高频逆变部分采用以IGBT为功率开关器件的全桥拓扑结构,整个主电路如图1所示,包括:工频三相交流电输入、二极管整流桥、EMI滤波器、滤波电感电容、高频全桥逆变器、高频变压器、输出整流环节、输出LC滤波器等。
隔直电容Cb是用来平衡变压器伏秒值,防止偏磁的。考虑到效率的问题,谐振电感LS只利用了变压器本身的漏感。因为如果该电感太大,将会导致过高的关断电压尖峰,这对开关管极为不利,同时也会增大关断损耗。另一方面,还会造成严重的占空比丢失,引起开关器件的电流峰值增高,使得系统的性能降低。
1、市电经D1整流及C1滤波后得到约300V的直流电压加在变压器的①脚(L1的上端),同时此电压经R1给V1加上偏置后后使其微微导通,有电流流过L1,同时反馈线圈L2的上端(变压器的③脚)形成正电压,此电压经C4、R3反馈给V1,使其更导通,乃至饱和,最后随反馈电流的减小,V1迅速退出饱和并截止,如此循环形成振荡,在次级线圈L3上感应出所需的输出电压。
2、L2是反馈线圈,同时也与D4、D3、C3一起组成稳压电路。当线圈L3经D6整流后在C5上的电压升高后,同时也表现为L2经D4整流后在C3负极上的电压更低,当低至约为稳压管D3(9V)的稳压值时D3导通,使V1有基极短路到地,关断V1,最终使输出电压降低。
3、电路中R4、D5、V2组成过流保护电路。当某些原因引起V1的工作电流大太时,R4上产生的电压互感器经D5加至V2基极,V2导通,V1基极电压下降,使V1电流减小。D3的稳压值理论为9V+0.5~0.7V,在实际应用时,若要改变输出电压,只要更换不同稳压值的D3即可,稳压值越小,输出电压越低,反之则越高。
总结
该电源装置中,使用移相全桥软开关技术,使得功率器件实现零电压软开关,减小了开关损耗及开关噪声,提高了效率;设计并使用了一种新颖的高频功率变压器,通过调整单个变压器的原边电压使输出整流二极管实现自动均流;设计并使用了容性功率母排,减小了系统中的振荡,减小了功率母排的发热。控制电路中采用了稳压稳流自动转换方案,实现了输出稳压稳流的自动切换,提高了电源的可靠性及输出的动态响应,减小了输出电压的纹波。
实验取得了令人满意的结果,其中功率因数可达0.92,满载效率为87%,输出电压纹波小于25mV。不仅如此,各项指标都达到甚至超过了用户要求,而且通过了有关部门的技术鉴定,现已批量投入生产。
㈢ 给个简单的开关电源电路图
开关电源主要有三部分组成:PWM控制模块、开关管(BJT、MOSFET、IGBT等)和滤波器(电感、电容),隔离内开关电源还包括容隔离变压器。当然还要考虑EMI,PFC,即功率因数校正)的设计。
在小功率的电源中还存在一些线性电源,但在中、大功率的电源中,线性电源已经被开关电源所取代。随着控制芯片频率的提高和功能的增多,高速和低功耗功率开关管的研制成功,开关电源是未来电源主要的发展方向。
(3)1271a的开关电源电路扩展阅读:
注意事项:
1、开关电源的输入电压可以是220V或是110V,根据电路设计合理选择输入电压档位。否则会造成开关电源的损害。
2、注意分辨开关电源输出电压接线柱的地线端和零线端。并确保开关电源接地可靠。
3、开关电源的金属外壳电源外壳一般与地(FG)连接,要可靠接地,以确保安全,不可误将外壳接在零线上。
4、为了达到充分散热的,一般开关电源宜安装在空气对流条件较好的位置、或安装在机箱壳体上通过壳体将热传达室外出去。
5、开关电源出厂以前加阻性负载进行测试,若需用在容性或感性为负载时,应事先在订货合同中加以说明。
㈣ 开关电源电路及原理是什么
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。
开关电源一般有三种工作模式:频率、脉冲宽度固定模式,频率固定、脉冲宽度可变模式,频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。
另外,开关电源输出电压也有三种工作方式:直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样,前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作方式多用于开关稳压电源。
根据开关器件在电路中连接的方式,开关电源,大体上可分为:串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。
其中,变压器式开关电源(后面简称变压器开关电源)还可以进一步分成:推挽式、半桥式、全桥式等多种;根据变压器的激励和输出电压的相位,又可以分成:正激式、反激式、单激式和双激式等多种;如果从用途上来分,还可以分成更多种类。
工作原理
开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态;
在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
与线性电源的比较
与传统的线性电源相比,开关电源的优势在于效率高(此处的效率可以简单的看作输入功率与输出功率之比),加之开关晶体管工作于开关状态,损耗较小,发热较低,不需要体积/重量非常大的散热器,因此体积较小、重量较轻。但开关电源工作时,由于频率较高,会对电网及周围设备造成干扰,因此,必须妥善的处理此问题。
线性电源的优势在于结构相对简单,可靠性相对较高,电流纹波率可以很容易的做到比较低,维修也较为方便。
实际上,现代的电路中,开关电源电路和线性电源电路在大多数情况下,是组合使用的——使用开关电源进行初步的变换,给纹波、精度要求不高的电路使用;同时,使用低压差稳压器(LDO)获取精密的、低纹波(噪声)的电压供诸如运算放大器(OP-AMP),模数转换器(A/D Converter)使用。
以上内容参考:网络-开关电源
㈤ 开关电源电路是怎样的工作原理
原理简介
开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的是保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。 开关电源有两种主要的工作方式:正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小,但是工作过程相差很大,在特定的应用场合下各有优点。
电路原理
所谓开关电源,顾名思义,就是这里有一扇门,一开门电源就通过,一关门电源就停止通过,那么什么是门呢,开关电源里有的采用可控硅,有的采用开关管,这两个元器件性能差不多,都是靠基极、(开关管)控制极(可控硅)上加上脉冲信号来完成导通和截止的,脉冲信号正半周到来,控制极上电压升高,开关管或可控硅就导通,由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通,通过开关变压器传到次级,再通过变压比将电压升高或降低,供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来,电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压,电源调整管截止,300V电源被关断,开关变压器次级没电压,这时各电路所需的工作电压,就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时,重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器,因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢,这就需要有个振荡电路产生,我们知道,晶体三极管有个特性,就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态,0.7V以上就是饱和导通状态, -0.1V- -0.3V就工作在振荡状态,那么其工作点调好后,就靠较深的负反馈来产生负压,使振荡管起振,振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定,振荡频率高输出脉冲幅度就大,反之就小,这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢,一般是在开关变压器上,单绕一组线圈,在其上端获得的电压经过整流滤波后,作为基准电压,然后通过光电耦合器,将这个基准电压返回振荡管的基极,来调整震荡频率的高低,如果变压器次级电压升高,本取样线圈输出的电压也升高,通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高,这个电压加到振荡管基极上,就使振荡频率降低,起到了稳定次级输出电压的稳定,太细的工作情况就不必细讲了,也没必要了解的那么细的,这样大功率的电压由开关变压器传递,并与后级隔开,返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开,所以前级的市电电压,是与后级分离的,这就叫冷板,是安全的,变压器前的电源是独立的,这就叫开关电源。说到这里吧。
开关条件
㈥ 帮忙介绍几个开关电源的启动电路。
开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流(如图1所示),特别是大功率开关电源,其输入采用较大容量的滤波电容器,其冲击电流可达100A以上。在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值,往往会导致输入熔断器烧断,有时甚至将合闸开关的触点烧坏,轻者也会使空气开关合不上闸,上述原因均会造成开关电源无法正常投入。为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路,以保证开关电源正常而可靠的运行。
2 常用软起动电路
(1)采用功率热敏电阻电路
热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性,在电源接通瞬间,热敏电阻的阻值较大,达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时,电阻发热而使其阻值变小,电路处于正常工作状态。采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源,由于热敏电阻的热惯性,重新恢复高阻需要时间,故对于电源断电后又需要很快接通的情况,有时起不到限流作用。
(2)采用SCR?R电路
该电路如图3所示。在电源瞬时接通时,输入电压经整流桥VD1?VD4和限流电阻R对电容器C充电。当电容器C充电到约80%的额定电压时,逆变器正常工作,经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻R,开关电源处于正常运行状态。
这种限流电路存在如下问题:当电源瞬时断电后,由于电容器C上的电压不能突变,其上仍有断电前的充电电压,逆变器可能还处于工作状态,保持晶闸管继续导通,此时若马上重新接通输入电源,会同样起不到防止冲击电流的作用。
(3)具有断电检测的SCR?R电路
该电路如图4所示。它是图3的改进型电路,
VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路,时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期,当输入发生瞬间断电时,检测电路得到的检测信号,关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号,使逆变器停止工作,同时切断晶闸管SCR的门极触发信号,确保电源重新接通时防止冲击电流。
(4)继电器K1与电阻R构成的电路
该电路原理图如图5所示。电源接通时,输入电压经限流电阻R1对滤波电容器C1充电,同时辅助电源VCC经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电,当C2上的充电电压达到继电器的动作电压时,K1动作,旁路限流电阻R1,达到瞬时防冲击电流的作用。通常在电源接通之后,继电器K1动作延时0.3~0.5秒,否则限流电阻R1因通流时间过长会烧坏。
然而这种简单的RC延迟电路在考虑到继电器吸合电压时还必须顾及流过线包的电流,一般电阻的阻值较小而电容的容量较大,延迟时间很难准确控制,这主要是电容容量的误差和漏电流造成,需要仔细地挑选和测试。同时继电器的动作阈值取决于电容器C2上的充电电压,继电器的动作电压会抖动及振荡,造成工作不可靠。
(5)采用定时触发器的继电器与限流电阻的电路
该电路如图6所示(仅画出定时电路,主电路同图5),它是图5的改进型电路。电源接通时,输入电压经整流桥和限流电阻R1对C1充电,同时定时时基电路555的定时电容C2由辅助电源经定时电阻 R2开始充电,经0.3秒后,集成电路555的2端电压低于二分之一电源电压,其输出端3输出高电平,VT2导通,继电器K1动作,限流电阻R1被旁路,直流供电电压对C1继续充电而达到额定值,逆变器处于正常工作状态。由于该电路在RC延迟定时电路与继电器之间插入了单稳态触发器和电流放大器,确保继电器动作干脆、可靠,有效地起到防止冲击电流的效果,而不会像图5电路那样由于继电器动作的不可靠性而烧坏限流电阻及继电器的自身触点。
(6)过零触发的光耦可控硅与双向可控硅构成的电路
该电路如图7所示。集成稳压器输出稳定的 5V电压,为软起动电路提供电源电压。晶体管VT1、反相器IC2构成过零触发电路,IC1555构成单稳态触发器,R1、C1为定时周期,但因5端至1 端接有延迟电路R2、C2,所以555是逐步达到满周期的。当电网电压过零时,晶体管VT1截止,反相器IC2输出低电平,起动定时电路555工作,软起动延迟时间由时间常数R1C1及R2C2共同决定。
㈦ 求12V1A开关电源的电路图 不用变压器
老大买个才20元左右自己做太麻烦。
+12V、1A单片开关稳压电源的电路如图所示。其输出功内率为12W。当输入交流电容压在110~260V范围内变化时,电压调整率Sv≤1%。当负载电流大幅度变化时,负载调整率SI=5%~7%。为简化电路,这里采用了基本反馈方式。接通电源后,220V交流电首先经过桥式整流和C1滤波,得到约+300V的直流高压,再通过高频变压器的初级线圈N1,给WSl57提供所需的工作电压。从次级线圈N2上输出的脉宽调制功率信号,经VD7、C4、L和C5进行高频整流滤波,获得+12V、1A的稳压输出。反馈线圈N3上的电压则通过VD6、R2、C3整流滤波后,将控制电流加至控制端C上。由VD5、R1,和C2构成的吸收回路,能有效抑制漏极上的反向峰值电压。该电路的稳压原理分析如下:当由于某种原因致使Uo↓时,反馈线圈电压及控制端电流也随之降低,而芯片内部产生的误差电压Ur↑时,PWM比较器输出的脉冲占空比D↑,经过MOSFET和降压式输出电路使得Uo↑,最终能维持输出电压不变。反之亦然。
如图所示12v开关电源电路图
㈧ 开关电源电路详细解析
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.
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;
在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;
开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;
一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源
ATX电源的主要组成部分
EMI滤波电路:EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰,在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。
一级EMI电路:交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路,这是一块独立的电路板,是交流电输入后所经过的第一组电路,这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来,构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。
二级EMI电路:市电进入电源板后先通过电源保险丝,然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波,然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路。保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件,而限流电阻含有金属氧化物成分,能限制瞬间的大电流,减少电源对内部元件的电流冲击。
桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电,再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。将输入端的交流电转变为脉冲直流电,目前有两种形式,一种是全桥就是把四个二极管封装在一起,一种是用4个分立的二极管组成桥式整流电路,作用相同,效果也一样。
一般说来,在全桥附近应该有两个或更多的高大桶状元件,即高压电解电容,其作用是将脉动的直流电滤除交流成分而输出比较平稳的直流电。高压电解电容的使用与开关电路的设计有密切关系,其容量往往是以往电源评测时的焦点,但实际上它的容量和电源的功率毫无关系,不过增大它的容量会减小电源的纹波干扰,提高电源的电流输出质量。
PFC电路:PFC电路称为功率因素校正或补偿电路,功率因素越高,电能利用率就越大。
目前PFC电路有两种方式,一种是无源式PFC,又称被动式PFC,一种是有源式PFC,又称主动式PFC。无源式PFC是通过一个工频电感来补偿交流输入的基波电流与电压的相位差,迫使电流与电压相位一致,无源PFC效率较低,一般只有65%-70%,且所用的工频电感又大又笨重,但由于成本低,仍有许多 ATX电源采用这种方式。有源PFC是由电子元器件组成的,体积小,重量轻,通过专用的IC去调整电流波形的相位,效率大大提高,达95%以上,但由于成本较高,通常只能在高级应用场合才能看到。
开关三极管与开关变压器:开关电源顾名思义其核心就是开关二字。开关三极管和开关变压器是开关电源的核心部件,通过自激式或他激式使开关管工作在饱和、截止(即开、关)状态,从而在开关变压器的副绕组上感应出高频电压,再经过整流、滤波和稳压后输出各种直流电压。开关三极管和开关变压器是ATX电源的核心部件,其质量直接影响电源的好坏和使用寿命,尤其是开关三极管,工作在高反压状态下,没有足够的保护电路,很容易击穿烧毁。开关管的品质直接决定了电源的稳定性,它也是电源中主要的发热元件,拆开电源后看到的主散热片上的两个晶体管就是开关管。
影响高频开关变压器性能的因素包括铁氧体的效率、磁芯截面积的大小和磁隙的宽度,截面积过小的变压器容易产生磁饱和而无法输出较大的功率,各个绕组的匝数直接影响输出的电压,通常我们无法具体的掌握这些参数,所以无法准确的判断变压器到底能输出多大的功率,只有通过电子负载机测量才能知道,另外,开关变压器的输出端虽然很多,但其中的某些输出端使用的却是相同的绕组,比如+3.3VDC和+5VDC就是这样,所以当+3.3VDC输出最大电流时+ 5VDC就无法输出很大的电流了,所以我们不能将电源各个输出端的功率进行简单的累加。
除主变压器外,一般电源内还应有两个小变压器,其中一个将开关电路控制信号进行放大以驱动开关管进行工作,同时还可以将开关管工作的高压区和集成电路工作的低压区进行物理隔离。另外一个完全是一套独立的小型开关电源,这就是我们所说的待机电路,其输出的电压为电源的主电路供电,同时通过+5V StandBy端输出到主板来实现唤醒功能。
低压整流滤波电路:经过高频开头变压器降压后的脉动电压同样要使用二极管和电容进行整流和滤波,只是此时整流时的工作频率很高,必须使用具有快速恢复功能的肖特基整流二极管,普通的整流二极管难当此任,而整流部分使用的电容也不能有太大的交流阻抗,否则就无法滤除其中的高频交流成分,因此选择的电容不但容量要大,还要有较低的交流电阻才行,此外还能见到1、2个体积硕大的带磁心的电感线圈,与滤波电容一起滤除高频的交流成分,保证输出纯净的直流电。
由于低压整流端需要输出很大的电流,所以整流二极管同样会产生大量的热量,这些二极管与前面的开关管都需要单独的散热片进行散热,电源中另一个散热片上所固定的就是这些元件。从这些元件输出的就是各种不同电压的输出电流了。
稳压和保护电路:稳压电路通常是从电源输出端的输出电压取样出部分电压与标准电压作比较,比较出的差值经过放大后去驱动开关三极管,调节开关管的占空比,从而达到电压的稳定。保护电路的作用是通过检测各端输出电压或电流的变化,当输出端发生短路、过压、过流、过载、欠压等到现象时,保护电路动作,切断开关管的激励信号,使开关管停振,输出电压和电流为零,起到保护作用