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开关电源是一种高效的电能转换装置，广泛应用于各种电子设备中。

知识要点：

输入电磁干扰滤波器 EMI Filter：

用于滤除来自电网的高频噪声，防止其干扰开关电源的工作，同时也防止开关电源产生的高频噪声污染电网。

整流滤波电路：

将交流输入电压转换为直流电压。通常包括整流桥和滤波电容，用于平滑整流后的电压。

功率变换电路：

这是开关电源的核心部分，通常由开关器件MOSFET、变压器和储能元件电感组成。通过高频开关操作，将直流电压转换为高频交流电压，再通过变压器进行电压变换。

PWM控制器电路：

用于控制开关器件的开关频率和占空比，以调节输出电压。PWM脉宽调制控制器根据反馈信号调整开关操作，以保持输出电压的稳定。

输出整流滤波电路：

将变压器输出的高频交流电压再次整流和滤波，得到稳定的直流输出电压。

辅助电路包括：

输入过欠压保护电路：

监测输入电压，当电压过高或过低时，切断电源以保护电路。

输出过欠压保护电路：

监测输出电压，当电压超出设定范围时，采取保护措施。

输出过流保护电路：

监测输出电流，当电流超过设定值时，切断电源以防止损坏。

输出短路保护电路：

当输出端发生短路时，迅速切断电源以保护开关电源和负载。

开关电源的电路组成方框图：

[交流输入] -> [EMI滤波器] -> [整流滤波电路] -> [功率变换电路] -> [输出整流滤波电路] -> [直流输出]

                          ↓                      ↓

                   [PWM控制器电路]       [辅助电路（保护电路）]

输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理：

防雷电路：

当雷击产生的高压通过电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3压敏电阻和F1、F2、F3保险丝以及FDG1组成的电路进行保护。

当压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，将高压能量消耗在压敏电阻上。如果电流过大，保险丝F1、F2、F3会烧毁，以保护后级电路。

输入滤波电路：

由C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络，主要用于抑制输入电源的电磁噪声和杂波信号，防止这些干扰影响电源，同时也防止电源产生的高频杂波干扰电网。

在电源开启瞬间，C5需要充电，由于瞬间电流较大，RT1（热敏电阻）能有效防止浪涌电流。瞬时能量主要消耗在RT1上，随着温度升高，RT1阻值减小（负温系数元件），消耗的能量减小，后级电路可以正常工作。

整流滤波电路：

交流电压经过BRG1整流后，通过C5滤波，得到较为纯净的直流电压。

如果C5的容量变小，输出的交流纹波将会增大。

这些电路共同作用，确保开关电源在输入电压不稳定或存在干扰的情况下，仍能提供稳定、纯净的直流输出，并保护电源和后级电路免受损坏。

DC输入滤波电路原理

输入滤波电路

双π型滤波网络：由C1、L1、C2组成的双π型滤波网络，主要用于抑制输入电源的电磁噪声和杂波信号，防止这些干扰影响电源，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网造成干扰。

安规电容：C3、C4为安规电容，用于进一步滤除高频噪声，确保电源符合安全规范。

差模电感：L2、L3为差模电感，用于抑制差模噪声，提高滤波效果。

抗浪涌电路

组成元件：R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。

工作原理：

在电源启动的瞬间，由于C6的存在，Q2不导通，电流通过RT1构成回路。

当C6上的电压充至Z1的稳压值时，Q2导通。

如果C8漏电或后级电路出现短路现象，在启动瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通，使Q2没有栅极电压而不导通，RT1将会在很短的时间内烧毁，以保护后级电路。

功率变换电路

MOS管的工作原理

MOSFET（MOS管）：是目前应用最广泛的绝缘栅场效应管，利用半导体表面的电声效应进行工作，也称为表面场效应器件。

输入电阻：由于栅极处于不导电状态，输入电阻可以大大提高，最高可达10^5欧姆。

工作原理：MOS管通过栅源电压的大小，改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

常见的原理图：

工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。

在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。

从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。

R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。

Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量也就越多；

当Q1截止时，变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也达到了磁场复位的目的，为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。

IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小，从而稳定了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压吸收回路。

推挽式功率变换电路：Q1和Q2将轮流导通

整体电路结构

主功率电路：由两个变压器 T1A、T1B，两个功率开关管 Q1、Q2 组成。直流输入电压 DC + 接入电路，功率开关管在控制信号作用下交替导通和关断，实现能量转换。

控制电路：以 UC3845 为核心，它产生控制信号来驱动 Q1 和 Q2，调节开关电源的输出。

辅助电路：包含一些二极管、电容和电阻，起到整流、滤波、限流等作用。

工作过程

开关管驱动：UC3845 芯片输出 PWM脉冲宽度调制信号，控制 Q1 和 Q2 的导通与截止。当 UC3845 输出的信号使 Q1 导通时，电流通过 T1A 的初级绕组，在绕组中产生磁场；此时 Q2 截止。经过一定时间后，UC3845 输出信号改变，使 Q1 截止，Q2 导通，电流通过 T1B 的初级绕组，产生磁场。如此交替，两个变压器初级绕组轮流有电流通过。

变压器工作：T1A 和 T1B 的初级绕组在电流交替通过时，依据电磁感应原理，在次级绕组中产生感应电动势。二极管在变压器次级绕组的输出端起到整流作用，将交流的感应电动势转换为直流电压输出。

反馈调节：输出电压通过一定的反馈电路（图中未完全展示，但通常会有电压采样电阻等元件）反馈到 UC3845 芯片的反馈引脚。当输出电压发生变化时，UC3845 会根据反馈信号调整输出的 PWM 信号的占空比。若输出电压升高，UC3845 会减小 PWM 信号的占空比，使功率开关管导通时间缩短，从而降低输出电压；反之，若输出电压降低，则增大 PWM 信号的占空比，提高输出电压，以此实现输出电压的稳定。

保护机制：电路中的电容和电阻等元件，除了参与整流滤波等正常工作环节外，还能在一定程度上起到保护作用。电容可以吸收电路中的尖峰电压，防止过高的电压损坏开关管等元件；电阻可以起到限流作用，避免过大的电流对电路造成损害。

这个电路通过 UC3845 芯片控制功率开关管的通断，利用变压器进行能量转换和电压变换，并通过反馈调节机制维持输出电压的稳定，实现直流 - 直流的转换功能，常用于各种需要稳定直流电源的电子设备中。

有驱动变压器的功率变换电路：T2为驱动变压器，T1为开关变压器，TR1为电流环。

控制芯片 UC3842

UC3842 是一款电流模式 PWM 控制器，为整个电路提供核心控制信号。它有多个引脚，其中：

Vcc 引脚：为芯片提供工作电源，当 Vcc 达到一定电压值时，芯片开始正常工作。

引脚 6：输出 PWM 驱动信号，用于控制外部功率开关管的导通和截止时间，从而调节输出电压。

引脚 3：为电流检测引脚，通过检测电路中的电流信号，反馈给芯片以实现过流保护等功能。

驱动电路

在 UC3842 的 Vcc 和引脚 6 之间，有由三极管等元件组成的驱动电路。UC3842 输出的 PWM 信号经过该驱动电路进行功率放大，以增强驱动能力，确保能够可靠地驱动功率开关管 Q1。

功率变换电路

变压器 T2：有多个绕组T2a、T2b、T2c。初级绕组与驱动电路连接的绕组接收经过放大的 PWM 驱动信号，根据电磁感应原理，在次级绕组产生感应电压。

功率开关管 Q1：在 PWM 驱动信号的控制下，周期性地导通和截止。当 Q1 导通时，直流输入电压 DC + 通过 TR1a 加到变压器 T1 的初级绕组，电能存储在变压器中；当 Q1 截止时，变压器中的磁场能量通过次级绕组释放，为负载提供能量。

二极管和电容：电路中的二极管起到整流作用，将变压器次级绕组输出的交流电压转换为直流电压；电容起到滤波作用，使输出电压更加平滑。

反馈与保护电路

反馈电路：虽然图中未完全展示完整的反馈电路，但通常会从输出端采样电压，通过光耦等元件反馈到 UC3842 的反馈引脚，UC3842 根据反馈信号调整 PWM 信号的占空比，以稳定输出电压。若输出电压升高，反馈信号使 UC3842 减小 PWM 信号的占空比，降低输出电压；反之则增大占空比。

过流保护：通过引脚 3 的电流检测功能实现。当电路中电流过大时，检测到的电流信号超过设定阈值，UC3842 会调整 PWM 输出，减小开关管的导通时间，甚至关闭输出，从而保护电路元件免受过大电流的损害。

总结：

开关电源是一种高效的电能转换装置，广泛应用于电子设备中。其核心电路包括输入电磁干扰滤波器EMI、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路和输出整流滤波电路。EMI滤波器用于抑制电网噪声，整流滤波电路将交流电转换为直流电，功率变换电路通过高频开关操作实现电压转换，PWM控制器调节输出电压，输出整流滤波电路提供稳定的直流输出。辅助电路包括输入过欠压保护、输出过欠压保护、过流保护和短路保护，确保电源安全可靠。开关电源通过高效的能量转换和多重保护机制，为电子设备提供稳定的电源支持。