开关电源电路图开关电源工作原理开关电源原理图讲解 _经验分享

求IRFP450组成的开关电源原理图
IRFP450组成的开关电源原理图如下：
开关模式电源（Switch Mode Power Supply，简称SMPS），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。
其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源（例如市电）或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。
主要用途
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯带，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

求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。

开关电源电路图及原理
开关电源电路图如下：
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。
开关电源原理（稳压环路原理）
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。

开关电源电路图开关电源工作原理
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。下面我们来看看开关电源电路图以及开关电源工作原理吧。
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图
1、基本电路
图二开关电源电路图
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电路图
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。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20-100W，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。
单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20-200kHz之间。
3.单端正激式开关电源电路图
单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也
导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时，电感L通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。
在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和
复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50% 。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50-200 W的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。
4.自激式开关稳压电源电路图
自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。
当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2 中感应出使VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1 很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic 开始减小，在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压，使VT1 迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。
自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源，亦适用于小功率电源。
5.推挽式开关电源电路图
推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器T次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。
这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大，一般在100-500 W范围内。
6.降压式开关电源电路图
降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管VT1 导通时，二极管VD1 截止，输人的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时，电感L感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量，维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。
【开关电源电路图开关电源工作原理开关电源原理图讲解】这种电路使用元件少，它同下面介绍的另外两种电路一样，只需要利用电感、电容和二极管即可实现。
7.升压式开关电源电路图
升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管 VT1 导通时，电感L储存能量。当开关管VT1 截止时，电感L感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。
8.反转式开关电源电路图
反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压，电路均能正常工作。
当开关管 VT1 导通时，电感L 储存能量，二极管VD1 截止，负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时，电感L中的电流继续流通，并感应出上负下正的电压，经二极管VD1向负载供电，同时给电容C充电。
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开关电源电路原理图T1的交流电流是有IC1的第4/5脚对IC1的第8脚断续导通而产生的.
基本工作原理是,通电后,R2将直流高压传递给IC1以启动其工作,并在IC1的第4/5脚与IC1的第8脚之间产生PWM之类的断续导通,这样在T1的第3/5脚所连接的初级绕组中就产生了交变电流,该交变电流就会在次级绕组中产生输出用的交变电流,然后经过整流滤波进行输出.
与此同时,T1的第1/2脚所连的一个辅助绕组也会感应出一定的电源,整流滤波后供给IC1作为正常工作的电源.
与此同时,T1的第12脚输出经过整流滤波后,作为反馈电路的取样点,通过IC2反馈给IC1,用来控制整个开关电源的输出电压.
电脑开关电源原理图工作原理:2.4、PS信号和PG信号产生电路以及脉宽调制控制电路微机通电后，由主板送来的PS信号控制IC2的④脚(脉宽调制控制端)电压，待机时，主板启动控制电路的电子开关断开，PS信号输出高电平3.6V，经R37到达IC1（电压比较放大器LM339N）的⑥脚（启动端），由内部经IC1的③脚，对C35进行充电，同时IC1的②脚经R41送出一个比较电压给IC2的④脚，IC2的④脚电压由零电位开始逐渐上升，当上升的电压超过3V时，封锁IC2⑧、○11脚的调制脉宽电压输出，使T2推动变压器、T1主电源开关变压器停振，从而停止提供+3.3V、±5V、±12V等各路输出电压，电源处于待机状态。受控启动后，PS信号由主板启动控制电路的电子开关接地，IC1的⑥脚为低电平（0V）,IC2的④脚变为低电平（0V），此时允许⑧、○11脚输出脉宽调制信号。IC2的○13
脚（输出方式控制端）接稳压+5V (由IC2内部稳压输出+5V电压)，脉宽调制器为并联推挽式输出，⑧、○11脚输出相位差180度的脉宽调制信号,输出频率为IC2的⑤、⑥脚外接定时阻容元件R30、C30的振荡频率的一半，控制推动三极管Q3、Q4的c极连接的T2次级绕组的激励振荡。T2初级它激振荡产生的感应电动势作用于T1主电源开关变压器的初级绕组，从T1次级绕组的感应电动势整流输出+3.3V、±5V、±12V等各路输出电压。D12、D13以及C40用于抬高推动管Q3、Q4的e极电平，使Q3、Q4的b极有低电平脉冲时能可靠截止。C35用于通电瞬间封锁IC2的⑧、○11脚输出脉宽调制信号脉冲，ATX电源通电瞬间，由于C35两端电压不能突变，IC2的④脚输出高电平，⑧、○11脚无驱动脉冲信号输出。随着C35的充电，IC2的启动由PS信号电平高低来加以控制，PS信号电平为高电平时IC2关闭，为低电平时IC2启动并开始工作。PG产生电路由IC1（电压比较放大器LM339N）、R48、C38及其周围元件构成。待机时IC2的③脚（反馈控制端）为零电平，经R48使 IC1的⑨脚正端输入低电位，小于○11脚负端输入的固定分压比，○13脚（PG信号输出端）输出低电位，PG向主机输出零电平的电源自检信号，主机停止工作处于待机状态。受控启动后IC2的③脚电位上升，IC1的⑨脚控制电平也逐渐上升，一旦IC1的⑨脚电位大于○11脚的固定分压比，经正反馈的迟滞比较放大器，○13脚输出的PG信号在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由零电平起跳到+5V，主机检测到PG电源完好的信号后启动系统，在主机运行过程中若遇市电停电或用户执行关机操作时，ATX开关电源+5V输出电压必然下跌，这种幅值变小的反馈信号被送到IC2的①脚（电压取样放大器同相输入端），使IC2的③脚电位下降，经R48使IC1的⑨脚电位迅速下降，当⑨脚电位小于○11脚的固定分压电平时，IC1的○13脚将立即从+5V下跳到零电平，关机时PG输出信号比ATX开关电源＋5V输出电压提前几百毫秒消失，通知主机触发系统在电源断电前自动关闭，防止突然掉电时硬盘的磁头来不及归位而划伤硬盘。2.5、主电源电路及多路直流稳压输出电路插图75微机受控启动后，PS信号由主板启动控制电路的电子开关接地，允许IC2的⑧、○11脚输出脉宽调制信号，去控制与推动三极管Q3、Q4的c极相连接的T2推动变压器次级绕组产生的激励振荡脉冲。T2的初级绕组由它激振荡产生的感应电动势作用于T1主电源开关变压器的初级绕组，从T1次级①②绕组产生的感应电动势经D20、D28整流、L2（功率因素校正变压器，以它为主来构成功率因素校正电路，简称PFC电路，起自动调节负载功率大小的作用。当负载要求功率很大时，则PFC电路就经过L2来校正功率大小，为负载输送较大的功率；当负载处于节能状态时，要求的功率很小，PFC电路通过L2校正后为负载送出较小的功率，从而达到节能的作用。）第④绕组以及C23滤波后输出—12V电压；从T1次级③④⑤绕组产生的感应电动势经D24、D27整流、L2第①绕组及C24滤波后输出—5V电压；从T1次级③④⑤绕组产生的感应电动势经D21（场效应管）、L2第②③绕组以及C25、C26、C27滤波后输出+5V电压；从T1次级③⑤绕组产生的感应电动势经L6、L7、D23（场效应管）、L1以及C28滤波后输出+3.3V电压；从T1次级⑥⑦绕组产生的感应电动势经D22（场效应管）、L2第⑤绕组以及C29滤波后输出+12V电压。其中，每两个绕组之间的R（5Ω/1/2W）、C(103)
组成尖峰消除网络，以降低绕组之间的反峰电压，保证电路能够持续稳定地工作。2.6、自动稳压稳流控制电路（1）+3.3V自动稳压电路IC5（精密稳压电路TL431）、Q2、R25、R26、R27、R28、R18、R19、R20、D30、D31、D23（场效应管）、R08、C28、C34等组成+3.3V自动稳压电路。当输出电压(+3.3V)升高时，由R25、R26、R27取得升高的采样电压送到IC5的G端，使UG电位上升，UK电位下降，从而使Q2导通，升高的+3.3V电压通过Q2的ec极，R18、D30、D31送至D23的S极和G极，使D23提前导通，控制D23的D极输出电压下降，经L1使输出电压稳定在标准值（+3.3V）左右，反之，稳压控制过程相反。（2）+5V、+12V自动稳压电路IC2的①、②脚电压取样放大器正、负输入端，取样电阻R15、R16、R33、R35、R69、R47、R32构成+5V、+12V自动稳压电路。当输出电压升高时(+5V或+12V)，由R33、R35、R69并联后的总电阻取得采样电压送到IC2的①脚和②脚基准电压相比较，输出误差电压与芯片内锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比较放大器中进行比较放大，使⑧、○11脚输出脉冲宽度降低，输出电压回落至标准值的范围内，反之稳压控制过程相反，从而使开关电源输出电压保持稳定。（3）+3.3V、+5V、+12V自动稳压电路IC4（精密稳压电路TL431）、Q1、R01、R02、R03、R04、R05、R005、D7、C09、C41等组成+3.3V、+5V、+12V自动稳压电路。当输出电压升高时，T3次级绕组产生的感应电动势经D50、C04整流滤波后一路经R01限流送至IC3的①脚，另一路经R02、R03获得增大的取样电压送至IC4的G端，使UG电位上升，UK电位下降，从而使IC4内发光二极管流过的电流增加，使光敏三极管导通，从而使Q1导通，同时经负反馈支路R005、C41使开关三极管Q03的e极电位上升，使得Q03的b极分流增加，导致Q03的脉冲宽度变窄，导通时间缩短，最终使输出电压下降，稳定在规定范围之内。反之，当输出电压下降时，则稳压控制过程相反。1VIC2的○15、○16脚电流取样放大器正、负输入端，取样电阻R51、R56、R57构成负载自动稳流电路。负端输入○15脚接稳压+5V，正端输入○16脚，该脚外接的R51、R56、R57与地之间形成回路，当负载电流偏高时，由R51、R56、R57支路取得采样电流送到IC2的○15脚和○16脚基准电流相比较，输出误差电流与芯片内锯齿波产生电路的振荡脉冲在PWM比较放大器中进行比较放大，使⑧、○11脚输出脉冲宽度降低，输出电流回落至标准值的范围之内，反之稳流控制过程相反，从而使开关电源输出电流保持稳定。
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