開關(guān)電源工作原理_12v轉(zhuǎn)5v開關(guān)電源方案解析

　　一、開關(guān)電源簡(jiǎn)介

　　開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。

　　二、開關(guān)電源的基本組成

　　開關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、輔助電源四大部份組成。

　　1、主電路

　　沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。

　　輸入濾波器：其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。

　　整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。

　　逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分。

　　輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

　　2、控制電路

　　一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。

　　3、檢測(cè)電路

　　提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

　　4、輔助電源

　　實(shí)現(xiàn)電源的軟件（遠(yuǎn)程）啟動(dòng)，為保護(hù)電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。

　　三、開關(guān)電源的工作原理

　　開關(guān)電源的電壓轉(zhuǎn)換，是由開關(guān)晶體管、脈沖變壓器等組成的脈沖振蕩器，產(chǎn)生脈沖電，將300V的直流電經(jīng)脈沖變壓器的次級(jí)變換成所需要的電壓。電原理如圖2所示。

　　1、脈沖振蕩器的工作原理

　　1）脈沖振蕩器的啟動(dòng)

　　電源經(jīng)R10、R10A、R15給Q3（三極管）的b極（基極）、e極（發(fā)射極）提供正向偏置電壓，強(qiáng)迫Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。

　　2）脈沖振蕩器的振蕩過程

　　當(dāng)Q3進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)后，+Vc就會(huì)經(jīng)脈沖變壓器的初級(jí)線圈、Q3的c極、e極、R15到電源的－Vc，此時(shí)脈沖變壓器的次級(jí)線圈就會(huì)產(chǎn)感應(yīng)電勢(shì)，次級(jí)線圈的一端接在－Vc，另一端經(jīng)R12、C8接到Q3的b極，且感應(yīng)電勢(shì)的極性與初級(jí)線圈的自感電勢(shì)是同極性的（圖中初次極線圈的上端均為同名端），便得Q3的b極得到更大的基極電流，加速Q(mào)3的導(dǎo)通直至Q3進(jìn)入飽和狀態(tài)。電路如圖3所示。

　　當(dāng)Q3飽和后，Ic不再變化，波形如圖4中t0到t3。經(jīng)過t3到t4的飽和過程后，自感電勢(shì)、感應(yīng)電勢(shì)的極性會(huì)隨其反轉(zhuǎn)，即上負(fù)下正。次極線圈中這個(gè)反轉(zhuǎn)后的電勢(shì)，正極經(jīng)R15加在Q1的e極，負(fù)極經(jīng)R12、C8加在Q3的b極，使得Q3處于反向偏置，促使Q3快速地從飽和狀態(tài)過度到截止?fàn)顟B(tài)，圖中t4到t6。Q3截止后，通過D8、R17、C7組成的吸收電路很快地將初極線圈中所產(chǎn)生的反向電勢(shì)以及反向電流吸收掉，圖中t6到t7。完成了一個(gè)振蕩周期。之后振蕩電路就會(huì)周而復(fù)始重復(fù)上述過程。

　　脈沖振蕩器的頻率由C8和所接的次極線圈的電感量所決定。