開關(guān)電源便是通過模擬電路來操控開關(guān)管進(jìn)行高速的起動與關(guān)停電源，將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電供給應(yīng)變壓器進(jìn)行變壓，從而發(fā)生所需要的一組或多組電壓。如今廣泛的應(yīng)用于工業(yè)以及一些家用電器上，如電視機(jī)，電腦等。轉(zhuǎn)化為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50HZ高許多。所以開關(guān)變壓器能夠做的很小，而且運(yùn)行時(shí)不是很熱，成本很低，如果不將50HZ變?yōu)楦哳l，那開關(guān)電源就沒有意義。
開關(guān)電源的按運(yùn)行原理包含以下部分:
1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;
2.經(jīng)過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號操控開關(guān)管，將直流電流加到開關(guān)變壓器上;
3.開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供應(yīng)負(fù)載;
4.輸出部分經(jīng)過電路反應(yīng)給操控電路，操控PWM占空比，以到達(dá)安穩(wěn)輸出的目的.
交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過厄流圈一類東西，過濾掉電網(wǎng)上的干擾，同時(shí)也過濾了電源對電網(wǎng)的干擾;在功率相一起，開關(guān)頻率越高，開關(guān)變壓器的體積就越小，但對開關(guān)管的要求就越高;開關(guān)變壓器的次級能夠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(yīng)該增加一些保護(hù)電路，比如空載、短路等保護(hù)，不然會導(dǎo)致開關(guān)電源燒毀。
一、主電路:從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過程，包含:
1、輸入濾波器:其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾，一起也阻礙本機(jī)發(fā)生的雜波反應(yīng)到公共電網(wǎng)。
2、整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較滑潤的直流電，以供下一級改換。
3、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，頻率越高，體積、分量與輸出功率之比越小。
4、輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要，供給安穩(wěn)牢靠的直流電源。
二、操控電路:一方面從輸出端取樣，經(jīng)與設(shè)定規(guī)范進(jìn)行比較，然后去操控逆變器，改動其頻率或脈寬，到達(dá)輸出安穩(wěn)，另一方面，根據(jù)測驗(yàn)電路供給的材料，經(jīng)保護(hù)電路辨別，供給操控電路對整機(jī)進(jìn)行各種保護(hù)措施。
三、檢測電路﹔除了供給保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)外，還供給各種顯示外表材料。四、輔助電源:供給一切單一電路的不同要求電源。
開關(guān)電源的穩(wěn)壓原理
開關(guān)K以必定的時(shí)刻間隔重復(fù)地接通和斷開，在開關(guān)K接通時(shí)，輸入電源E經(jīng)過開關(guān)K和濾波電路供給應(yīng)負(fù)載RL，在整個開關(guān)接通期間，電源E向負(fù)載供給能量;當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，輸入電源E便中斷了能量的供給?？梢姡斎腚娫聪蜇?fù)載供給能量是斷續(xù)的，為使負(fù)載能得到接連的能量供給，開關(guān)穩(wěn)壓電源有必要要有一套儲能設(shè)備，在開關(guān)接通時(shí)將一部份能量貯存起來，在開關(guān)斷開時(shí)，向負(fù)載釋放。圖中，由電感L、電容C2和二極管D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以貯存能量，在開關(guān)斷開時(shí)，貯存在電感L中的能量經(jīng)過二極管D釋放給負(fù)載，使負(fù)載得到接連而安穩(wěn)的能量，因二極管D使負(fù)載電流接連不斷，所以稱為續(xù)流二極管。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表明:EAB=TON/T*E式中TON為開關(guān)每次接通的時(shí)刻，T為開關(guān)通斷的運(yùn)行周期(即開關(guān)接通時(shí)刻TON和關(guān)斷時(shí)刻TOFF之和)。由式可知，改動開關(guān)接通時(shí)刻和運(yùn)行周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改動，因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化主動調(diào)整TON和T的比例便能使輸出電壓VO保持不變。改動接通時(shí)刻TON和運(yùn)行周期比例亦即改動脈沖的占空比，這種辦法稱為“時(shí)刻比率操控”(TimeRatio Control，縮寫為TRC）。
按TRC 操控原理，有三種方法:
一、脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，縮寫為PWM):開關(guān)周期恒定，經(jīng)過改動脈沖寬度來改動占空比的方法。
二、脈沖頻率調(diào)制(Pulse Frequency Modulation，縮寫為PFM):導(dǎo)通脈沖寬度恒定，經(jīng)過改動開關(guān)運(yùn)行頻率來改動占空比的方法。
三、混合調(diào)制:導(dǎo)通脈沖寬度和開關(guān)運(yùn)行頻率均不固定，都能改動的方法，它是以上二種方法的混合。
開關(guān)電源是一種電壓轉(zhuǎn)化電路，主要的運(yùn)行內(nèi)容是升壓和降壓，廣泛使用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品。由于開關(guān)三極管總是運(yùn)行在“開”和“關(guān)”的狀態(tài)，所以叫開關(guān)電源。開關(guān)電源實(shí)質(zhì)便是一個振動電路，這種轉(zhuǎn)化電能的方法，不只使用在電源電路，在其它的電路使用也很普遍，如液晶顯示器的背光電路、日光燈等。開關(guān)電源與變壓器相比具有效率高、穩(wěn)性好、體積小等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是功率相對較小，而且會對電路發(fā)生高頻干擾，電路復(fù)雜不易修理等。
在談開關(guān)電源之前，先了解一下變壓器反應(yīng)式振動電路，能發(fā)生有規(guī)律的脈沖電流或電壓的電路叫振動電路，變壓器反應(yīng)式振動電路便是能滿足這種條件的電路;它由基本放大電路與一個反應(yīng)回路組成，其間 C2、Ll組成一個并聯(lián)諧振選頻電路，在電路通電的瞬間VT 導(dǎo)通，此時(shí)在C2、Ll組成的并聯(lián)諧振電路上發(fā)生非常豐富的諧波，當(dāng)外加頻率和并聯(lián)諧振電路的固有頻率相等時(shí)，電路進(jìn)入振動狀態(tài)，并經(jīng)過L3反應(yīng)到VT的基極進(jìn)一步放大，終究構(gòu)成有規(guī)律的脈沖電流或電壓輸出到負(fù)載RL上。開關(guān)電源便是環(huán)繞變壓器反應(yīng)式振動電路而設(shè)計(jì)，只不過在原來的基礎(chǔ)上增加了一些保護(hù)和操控電路，咱們能夠用剖析振動電路的辦法來剖析開關(guān)電源。
開關(guān)電源振按蕩方法分，能夠分為自激式和它激式兩種，自激式是無須外加信號源能自行振動，自激式完全能夠把它看作是一個變壓器反應(yīng)式振動電路，而它激式則完全依賴于外部保持振動，在實(shí)際運(yùn)用中自激式運(yùn)用比較廣泛。依據(jù)激勵信號結(jié)構(gòu)分類;可分為脈沖調(diào)寬和脈沖調(diào)幅兩種，脈沖調(diào)寬是操控信號的寬度，也便是頻率，脈沖調(diào)幅操控信號的起伏，兩者的效果相同都是使振動頻率保持在某一范圍內(nèi)，到達(dá)安穩(wěn)電壓的效果。變壓器的繞組一般能夠分紅三種類型，一組是參加振動的初級繞組，一組是保持振動的反應(yīng)繞組，還有一組是負(fù)載繞組。在家用電器中運(yùn)用的開關(guān)電源，將220V的交流電經(jīng)過橋式整流，變換成300V左右的直流電，濾波后進(jìn)入變壓器后加到開關(guān)管的集電極進(jìn)行高頻振動，反應(yīng)繞組反應(yīng)到基極保持電路振動，負(fù)載繞組感應(yīng)的電信號，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓得到的直流電壓給負(fù)載供給電能。負(fù)載繞組在供給電能的一起，也肩負(fù)起穩(wěn)定電壓的功能，其原理是在電壓輸出電路接一個電壓取樣裝置，監(jiān)控輸出電壓的變化狀況，及時(shí)反應(yīng)給振動電路調(diào)整振動頻率，然后到達(dá)安穩(wěn)電壓的目的，為了防止電路的干擾，反應(yīng)回振動電路的電壓會用光電耦合器阻隔。大多數(shù)開關(guān)電源有待機(jī)電路，在待機(jī)狀況開關(guān)電源還在振動，只是頻率比正常工作時(shí)要低。有些開關(guān)電源很雜亂，元件鱗次櫛比，許多保護(hù)和操控電路，在沒有技術(shù)支持的狀況下，維修起來是一件很頭疼的事。在我面臨這種狀況時(shí)，首要我會找到開關(guān)管及其參加振動的外圍電路，把它從電路中分離出來，看它是否滿足振動的條件，如檢測偏置是否正常，正反應(yīng)有無故障，還有開關(guān)管本身，開關(guān)電源自身就有極強(qiáng)大的保護(hù)功能，排除后查看操控和保護(hù)及負(fù)載電路。
