开关电源工作原理详细解析(4)

时间:2025-04-20

开关电源工作原理详细解析

★PWM控制电流往往都是集成电路,通常是通过一个小的变压器与一次侧隔离,而有时候也可能是通过耦合芯片(一种很小的带有LED和光电晶体管的IC芯片)和一次侧隔离; ★PWM控制电路是根据电源的输出负载情况来控制电源的开关管的闭合的。如果输出电压过高或者过低时,PWM控制电路将会改变电压的波形以适应开关管,从而达到校★正输出电压的目的;

下一页我们将通过图片来研究电源的每一个模块和电路,通过实物图形象的告诉你在电源中何处能找到它们。

当你第一次打开一台电源后(确保电源线没有和市电连接,否则会被电到),你可能会被里面那些奇奇怪怪的元器件搞得晕头转向,但是有两样东西你肯定认识:电源风扇和散热片。

开关电源内部

但是您应该很容易就能分辨出电源内部哪些元器件属于一次侧,哪些属于二次侧。一般来讲,如果你看到一个(采用主动式PFC电路的电源)或者两个(无PFC电路的电源)很大的滤波电容的话,那一侧就是一次侧。

一般情况下,再电源的两个散热片之间都会安排3个变压器,比如说图7所示,主变压器是最大个的那颗;中等―体型‖的那颗往往负责+5VSB输出,而最小的那颗一般用于PWM控制电路,主要用于隔离一次侧和二次侧部分(这也是为什么在上文图3和图4中的变压器上贴着―隔离器‖的标签)。有些电源并不把变压器当―隔离器‖来用,而是采用一颗或者多颗光耦(看起来像是IC整合芯片),也即说采用这种设计方案的电源只有两个变压器——主变压器和辅变压器。

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电源内部一般都有两个散热片,一个属于一次侧,另一个属于二次侧。如果是一台主动式PFC电源,那么它的在一次侧的散热片上,你可以看到开关管、PFC晶体管以及二极管。这也不是绝对的,因为也有些厂商可能会选择将主动式PFC组件安装到独立的散热片上,此时在一次侧会有两个散热片。

在二次侧的散热片上,你会发现有一些整流器,它们看起来和三极管有点像,但事实上,它们都是有两颗功率二极管组合而成的。

在二次侧的散热片旁边,你还会看到很多电容和电感线圈,共同共同组成了低压滤波模块——找到它们也就找到了二次侧。

区分一次侧和二次侧更简单的方法就是跟着电源的线走。一般来讲,与输出线相连的往往是二次侧,而与输入线相连的是一次侧(从市电接入的输入线)。如图7所示。

区分一次侧和二次侧

以上我们从宏观的角度大致介绍了一下一台电源内部的各个模块。下面我们细化一下,将话题转移到电源各个模块的元器件上来……

市电接入PC开关电源之后,首先进入瞬变滤波电路(Transient Filtering),也就是我们常说的EMI电路。下图8描述的是一台PC电源的―推荐的‖的瞬变滤波电路的电路图。

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开关电源工作原理详细解析

瞬变滤波电路的电路图

为什么要强调是―推荐的‖的呢?因为市面上很多电源,尤其是低端电源,往往会省去图8中的一些元器件。所以说通过检查EMI电路是否有缩水就可以来判断你的电源品质的优劣。 EMI电路电路的主要部件是MOV (Metal Oxide Varistor,金属氧化物压敏电阻),或者压敏电阻(图8中RV1所示),负责抑制市电瞬变中的尖峰。MOV元件同样被用在浪涌抑制器上(surge suppressors)。尽管如此,许多低端电源为了节省成本往往会砍掉重要的MOV元件。对于配备MOV元件电源而言,有无浪涌抑制器已经不重要了,因为电源已经有了抑制浪涌的功能。

图8中的L1 and L2是铁素体线圈;C1 and C2为圆盘电容,通常是蓝色的,这些电容通常也叫―Y‖电容;C3是金属化聚酯电容,通常容量为100nF、470nF或680nF,也叫―X‖电容;有些电源配备了两颗X电容,和市电并联相接,如图8 RV1所示。

X电容可以任何一种和市电并联的电容;Y电容一般都是两两配对,需要串联连接到火、零之间并将两个电容的中点通过机箱接地。也就是说,它们是和市电并联的。

瞬变滤波电路不仅可以起到给市电滤波的作用,而且可以阻止开关管产生的噪声干扰到同在一根市电上的其他电子设备。

一起来看几个实际的例子。如图9所示,你能看到一些奇怪之处吗?这个电源居然没有瞬变滤波电路!这是一款低廉的―山寨‖电源。请注意,看看电路板上的标记,瞬变滤波电路本来应该有才对,但是却被丧失良知的黑心JS们带到了市场里。

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