开关电源的电路组成确实相当复杂且精细,其主要电路和辅助电路各自扮演着不可或缺的角色。
首先,我们来看主要电路部分。输入电磁干扰滤波器(EMI)是开关电源的第一道防线,它主要用于滤除电网中的高频噪声和尖峰干扰,保证电源的稳定性和可靠性。接下来是整流滤波电路,它将输入的交流电转换为直流电,并通过滤波电路去除其中的脉动成分,使得输出的直流电更加平稳。
功率变换电路是开关电源的核心部分,它利用开关器件(如MOSFET或IGBT)的高速开关特性,将直流电转换为高频交流电,并通过变压器进行变压和隔离。这样,就能得到所需的输出电压和电流。
PWM控制器电路则负责控制开关器件的开关状态,通过调整开关周期和占空比,实现对输出电压和电流的稳定控制。输出整流滤波电路则是将功率变换电路输出的高频交流电再次转换为直流电,并去除其中的高频噪声和纹波,得到最终稳定的直流输出电压。
除了主要电路外,开关电源的辅助电路同样重要。输入过欠压保护电路能够监测输入电压的变化,当输入电压过高或过低时,能够自动切断电源或进行报警,保护电源和负载的安全。输出过欠压保护电路和输出过流保护电路则分别用于监测输出电压和电流的变化,当输出出现异常时,能够迅速切断电源,防止设备损坏或火灾等事故的发生。输出短路保护电路则能够在输出电路发生短路时,迅速切断电源,保护电源和负载的安全。
组成框图:
AC输入整流滤波电路原理:
AC输入整流滤波电路主要由以下几个关键部分组成:
防雷电路:该电路由MOV(金属氧化物压敏电阻)和熔断器等元件组成。当雷击导致高压经电网导入电源时,压敏电阻的阻值会随着两端电压的升高而降低,从而使高压能量消耗在电阻上,达到保护电路的目的。若电流过大,熔断器会熔断,进一步保护后级电路。
输入滤波电路:此电路主要由电容和电感组成,形成双π型滤波网络。它的主要功能是抑制输入电源的电磁噪声和杂波信号,防止它们对电源造成干扰。同时,它还能防止电源本身产生的高频杂波对电网造成干扰。
整流电路:整流电路是AC输入整流滤波电路的核心部分,通常由整流桥或二极管组成。它的作用是将输入的交流电转换为脉动直流电。在整流过程中,交流电的负半周被截止,只有正半周通过,从而在输出端得到脉动的直流电。
滤波电路:滤波电路主要由电容组成,用于平滑整流后得到的脉动直流电。滤波电容能够储存和释放电能,从而去除直流电中的脉动成分和交流纹波,使输出的直流电更加平稳。