開關電源是維持穩定輸出電壓的一種電源
開關電源就是利用現代電(dian)子電(dian)力技術，通過(guo)電(dian)路控制開關管，進(jin)行高速的(de)導(dao)通與截(jie)止，通過(guo)電(dian)流轉(zhuan)換提供給變壓器進(jin)行變壓，維持穩定輸出電(dian)壓的(de)一(yi)種電(dian)源，從而產生所需要(yao)的(de)一(yi)路或多(duo)路輸出電(dian)源！
開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展(zhan)與應用在節(jie)約能源、節(jie)約資源及保護環境方(fang)面(mian)都具有重(zhong)要(yao)的意義。
開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源，這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術也在不斷地創新，這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動，為開關電源提供(gong)了非常大的發展空間。
開關電源大(da)體可以分(fen)為隔(ge)(ge)(ge)離(li)(li)和非隔(ge)(ge)(ge)離(li)(li)兩種,隔(ge)(ge)(ge)離(li)(li)型的必(bi)定有開關(guan)變壓器,而(er)非隔(ge)(ge)(ge)離(li)(li)的未必(bi)一定有。
開關電源的工作原理是:
1.交流(liu)電源輸(shu)入經整流(liu)濾波(bo)成直流(liu);
2.通過高頻PWM(脈沖寬度調制)信號控制開關管,將那(nei)個(ge)直流加(jia)到開關變壓器初級上;開關變壓器次級感應出高頻電(dian)壓,經整流濾波供給負載;輸出部(bu)分通過一定(ding)的電(dian)路反(fan)饋給控制電(dian)路,控制PWM占空比,以達到穩定(ding)輸出的目(mu)的.
交流電源輸入時一般要經過厄流圈一類的東西,過濾掉電網上的干擾,同時也過濾掉電源對電網的干擾，在功率相同時,開關頻率越高,開關變壓器的體積就越小,但對開關管的要求就越高;開關變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出;一般還應該增加一些保護電路,比如空載、短路等保護,否則可能會燒毀開關電源
電源的主要組成部分：EMI濾波電路：EMI濾波電路主要作用是濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾，同時也起到減少開關電源本身對外界的電(dian)磁干擾，在優質電(dian)源中一般都有兩極EMI濾波電(dian)路。
一(yi)(yi)(yi)級EMI電(dian)(dian)(dian)路：交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)插(cha)座上焊(han)接的(de)(de)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)級EMI電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)濾波(bo)器電(dian)(dian)(dian)路，這(zhe)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)塊獨立的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)路板(ban)，是(shi)(shi)交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)輸入(ru)后(hou)所經過的(de)(de)第一(yi)(yi)(yi)組電(dian)(dian)(dian)路，這(zhe)個由(you)扼流圈和(he)電(dian)(dian)(dian)容(rong)組成(cheng)的(de)(de)低通(tong)網絡，能濾除電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)線上的(de)(de)高頻(pin)雜波(bo)和(he)同相干擾(rao)信號(hao)，同時也將電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)內部的(de)(de)干擾(rao)信號(hao)屏(ping)蔽起來(lai)，構(gou)成(cheng)了電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)抗電(dian)(dian)(dian)磁干擾(rao)的(de)(de)第一(yi)(yi)(yi)道(dao)防線。
二(er)級(ji)EMI電路(lu)：市(shi)電進入電源(yuan)(yuan)板后(hou)先通過(guo)電源(yuan)(yuan)保險絲，然后(hou)再次經過(guo)由電感和電容組成(cheng)的第二(er)道EMI電路(lu)以(yi)充分濾除高頻雜波(bo)，然后(hou)再經過(guo)限(xian)(xian)流電阻進入高壓整流濾波(bo)電路(lu)。保險絲能在(zai)電源(yuan)(yuan)功率太大或元件(jian)出現短路(lu)時熔斷以(yi)保護(hu)電源(yuan)(yuan)內部(bu)的元件(jian)，而限(xian)(xian)流電阻含有金屬氧化物成(cheng)分，能限(xian)(xian)制瞬間的大電流，減少電源(yuan)(yuan)對內部(bu)元件(jian)的電流沖(chong)擊。
橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)器和高壓(ya)濾(lv)波(bo)：經(jing)過EMI濾(lv)波(bo)后(hou)的(de)市電，再經(jing)過全(quan)橋(qiao)整(zheng)流(liu)和電容濾(lv)波(bo)后(hou)就(jiu)(jiu)變(bian)成了高壓(ya)的(de)直流(liu)電。將(jiang)輸(shu)入(ru)端的(de)交(jiao)流(liu)電轉變(bian)為脈沖直流(liu)電，目前有兩種形式(shi)，一(yi)種是(shi)全(quan)橋(qiao)就(jiu)(jiu)是(shi)把四個(ge)二極管封裝在一(yi)起，一(yi)種是(shi)用4個(ge)分立(li)的(de)二極管組成橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)電路，作用相(xiang)同，效果也一(yi)樣。
一般說來(lai)，在(zai)全橋(qiao)附近應該有(you)兩個(ge)或更多(duo)的(de)(de)(de)高大桶狀元件，即(ji)高壓電(dian)(dian)解(jie)電(dian)(dian)容(rong)，其作用是將脈(mo)動(dong)的(de)(de)(de)直(zhi)流電(dian)(dian)濾除交流成分而輸(shu)出(chu)比較(jiao)平(ping)穩的(de)(de)(de)直(zhi)流電(dian)(dian)。高壓電(dian)(dian)解(jie)電(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)(de)使用與開關(guan)電(dian)(dian)路的(de)(de)(de)設(she)計有(you)密切(qie)關(guan)系，其容(rong)量往往是以(yi)往電(dian)(dian)源評測(ce)時的(de)(de)(de)焦點，但(dan)實際上它(ta)(ta)的(de)(de)(de)容(rong)量和電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)功率毫無關(guan)系，不(bu)過增大它(ta)(ta)的(de)(de)(de)容(rong)量會減小電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)紋波干擾，提高電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流輸(shu)出(chu)質量。
PFC電路(lu)：PFC電路(lu)稱為(wei)功率(lv)因(yin)素校正或(huo)補(bu)償電路(lu)，功率(lv)因(yin)素越高，電能利用率(lv)就越大。
目前PFC電(dian)路有兩(liang)種方式(shi)，一(yi)種是(shi)無源式(shi)PFC，又稱被動(dong)(dong)式(shi)PFC，一(yi)種是(shi)有源式(shi)PFC，又稱主動(dong)(dong)式(shi)PFC。無源式(shi)PFC是(shi)通(tong)過(guo)一(yi)個工頻電(dian)感來補(bu)償(chang)交(jiao)流輸(shu)入的基波電(dian)流與電(dian)壓的相位差，迫使電(dian)流與電(dian)壓相位一(yi)致(zhi)，無源PFC效率較(jiao)低，一(yi)般(ban)只(zhi)有65%-70%，且所用的工頻電(dian)感又大(da)又笨重，但(dan)由(you)于成本低，仍(reng)有許多ATX電(dian)源采(cai)用這(zhe)種方式(shi)。有源PFC是(shi)由(you)電(dian)子(zi)元(yuan)器件組成的，體積小，重量輕，通(tong)過(guo)專用的IC去(qu)調整電(dian)流波形的相位，效率大(da)大(da)提高(gao)，達95%以上(shang)，但(dan)由(you)于成本較(jiao)高(gao)，通(tong)常(chang)只(zhi)能在高(gao)級(ji)應用場(chang)合(he)才能看(kan)到(dao)。
開關三極管與開關變壓器：開關電源顧名思義其核心就是開關二字。開關三極管和開關變壓器是開關電源的(de)核(he)心部件，通過(guo)自激式或他激式使(shi)開(kai)關(guan)(guan)(guan)管(guan)工作(zuo)在飽(bao)和、截止（即開(kai)、關(guan)(guan)(guan)）狀態(tai)(tai)，從而(er)在開(kai)關(guan)(guan)(guan)變壓(ya)(ya)器的(de)副繞組上(shang)感應出高(gao)頻(pin)電(dian)壓(ya)(ya)，再經過(guo)整流、濾波和穩(wen)壓(ya)(ya)后輸出各種直流電(dian)壓(ya)(ya)。開(kai)關(guan)(guan)(guan)三極管(guan)和開(kai)關(guan)(guan)(guan)變壓(ya)(ya)器是ATX電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)核(he)心部件，其(qi)質(zhi)(zhi)量直接影響電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)好壞和使(shi)用壽命(ming)，尤其(qi)是開(kai)關(guan)(guan)(guan)三極管(guan)，工作(zuo)在高(gao)反壓(ya)(ya)狀態(tai)(tai)下，沒有足(zu)夠的(de)保護(hu)電(dian)路，很(hen)容易(yi)擊穿燒毀。開(kai)關(guan)(guan)(guan)管(guan)的(de)品(pin)質(zhi)(zhi)直接決定了電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)穩(wen)定性，它也是電(dian)源(yuan)(yuan)中(zhong)主(zhu)要的(de)發熱元件，拆(chai)開(kai)電(dian)源(yuan)(yuan)后看到的(de)主(zhu)散熱片上(shang)的(de)兩個(ge)晶體(ti)管(guan)就是開(kai)關(guan)(guan)(guan)管(guan)。
影響高頻開關變壓器性能的因素包括鐵氧體的效率、磁芯截面積的大小和磁隙的寬度，截面積過小的變壓器容易產生磁飽和而無法輸出較大的功率，各個繞組的匝數直接影響輸出的電壓，通常我們無法具體的掌握這些參數，所以無法準確的判斷變壓器到底能輸出多大的功率，只有通過電子負載機測量才能知道，另外，開關變壓器的輸出端雖然很多，但其中的某些輸出端使用的卻是相同的繞組，比如+3.3VDC和+5VDC就是這樣，所以當+3.3VDC輸出最大電流時+5VDC就無法輸出很大的電流了，所以我們不能將電源各個輸出端的功率進行簡單的累加。
除主變壓器外，一般電源內還應有兩個小變壓器，其中一個將開關電路控制信號進行放大以驅動開關管進行工作，同時還可以將開關管工作的高壓區和集成電路工作的低壓區進行物理隔離。另外一個完全是一套獨立的小型開關電源，這就是(shi)我(wo)們所說的待機電路(lu)，其(qi)輸出(chu)(chu)的電壓為電源的主(zhu)電路(lu)供(gong)電，同時通過(guo)+5VStandBy端輸出(chu)(chu)到主(zhu)板(ban)來實現喚醒功能。
| 【上一個】 電腦電源“改造”的詳細方法 | 【下一個】 開關電源紋波的抑制方法探討及措施 |
| ^ 開關電源是維持穩定輸出電壓的一種電源 |