開關(guān)電源是日常生活和工業(yè)用電都使用的電源。開關(guān)電源的電路圖、工作電路圖是電工需要知道的知識。必須真正理解開關(guān)電源，或者從開關(guān)電源原理圖開始。讓我們詳細了解一下幾種開關(guān)電源的電路圖、原理圖。

一、開關(guān)電源原理圖詳細信息

一、主電路

交流電網(wǎng)中輸入、直流輸出的整個過程如下：

1.輸入濾波器：起到過濾電網(wǎng)中存在的噪聲的作用，妨礙將本地產(chǎn)生的噪聲反饋到公共電網(wǎng)中。

2、換向和過濾：將電網(wǎng)交流電源直接換向更平滑的直流，實現(xiàn)下一階段的轉(zhuǎn)換。

開關(guān)電源原理圖詳細信息

3.逆變器：整流后將直流改為高頻交流是高頻開關(guān)電源的關(guān)鍵部分，頻率越高，音量、重量和輸出功率的比例越小。

4、輸出整流和過濾：根據(jù)負載需求提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

開關(guān)電源原理圖詳細信息

二、控制電路

另一方面，在輸出端采樣，與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)進行比較，然后改變逆變器的頻率或脈寬以確保輸出穩(wěn)定性，同時根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，通過保護電路認證提供控制電路，對整個機器采取各種保護措施。

開關(guān)電源原理圖詳細信息

三、檢測電路

除了保護電路上運行的各種參數(shù)外，還提供了各種顯示儀表資料。

四、輔助電源

為所有單個電路提供不同的需求電源。

開關(guān)控制調(diào)節(jié)器原理

開關(guān)K以一定的間隔反復(fù)連接和斷開，開關(guān)K打開時，輸入電源E通過開關(guān)K和濾波電路提供給負載RL，在整個開關(guān)打開時，電源E為負載提供能量。開關(guān)K斷開時，輸入電源E停止能量供應(yīng)。輸入電源為負載提供能量是間歇性的。為了提供負載連續(xù)的能量，交換機電源必須有能量存儲設(shè)備。開關(guān)打開時存儲部分能量，開關(guān)斷開時向負載釋放。

開關(guān)電源原理圖根據(jù)用途的不同，電路設(shè)計方式也有所不同，可以為同一目的進行多種排列，但開關(guān)電源的工作原理和主要電路配置不變?；谶@兩點，有針對性地分析特定開關(guān)電源原理圖要容易得多。

二、開關(guān)電源原圖介紹：

這種采用閉環(huán)系統(tǒng)的高頻開關(guān)電源目前在市場上，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可以分為有源PFC設(shè)計電源和無源PFC設(shè)計電源兩種。主動PFC的生產(chǎn)成本比被動PFC設(shè)計的電源高，所以可以簡單地認為主動PFC設(shè)計的電源是相對高端的電源，被動PFC設(shè)計的電源是相對低端的電源。下面主要介紹有源PFC開關(guān)電源的工作原理。

活動PFC開關(guān)電源的工作方式：活動PFC電路通常使用兩個電源MOSFET開關(guān)管道。這些開關(guān)管通常安裝在一側(cè)的散熱器上。為了便于理解，我們用文字標(biāo)記了每個MOSFET開關(guān)管道。s為源極，D為漏極，G為閘極。

沒有PFC電路的開關(guān)電源原理圖

主動式PFC開關(guān)電源工作原理：PFC二極管是一顆功率二極管，通常采用的是和功率晶體管類似的封裝技術(shù)，兩者長的很像，同樣被安置在一次側(cè)的散熱片上，不過PFC二極管只有兩根針腳。PFC電路中的電感是電源中最大的電感；一次側(cè)的濾波電容是主動式PFC電源一次側(cè)部分最大的電解電容。主動式PFC控制電路通常基于一顆IC整合電路。

有PFC電路的開關(guān)電源原理圖

開關(guān)電源工作原理就介紹到這里，看到這些電路一定都覺得很復(fù)雜吧！希望沒有把大家繞暈哦。希望大家對小編搜集的開關(guān)電源原理滿意，結(jié)合圖解慢慢理解吧！

三、開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理圖

開關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實際的應(yīng)用中，調(diào)寬式使用得較多，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。因此下面就主要介紹調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源。

調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理可參見下圖。

對于單極性矩形脈沖來說，其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度，脈沖越寬，其直流平均電壓值就越高。直流平均電壓Ｕ?？捎晒接嬎悖?/p>

即Uo=Um×T1/T

式中Um為矩形脈沖最大電壓值；T為矩形脈沖周期；T1為矩形脈沖寬度。

從上式可以看出，當(dāng)Um 與T 不變時，直流平均電壓Uo 將與脈沖寬度T1 成正比。這樣，只要我們設(shè)法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄，就可以達到穩(wěn)定電壓的目的。

四、開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理電路

1、基本電路

圖二 開關(guān)電源基本電路框圖

開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖二所示。

交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電壓，該電壓進人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>

控制電路為一脈沖寬度調(diào)制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制及基準(zhǔn)電壓等電路構(gòu)成。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關(guān)電源用集成電路?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例，以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

２．單端反激式開關(guān)電源

單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激，是指當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時，高頻變壓器Ｔ初級繞組的感應(yīng)電壓為上正下負，整流二極管VD1處于截止?fàn)顟B(tài)，在初級繞組中儲存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，變壓器Ｔ初級繞組中存儲的能量，通過次級繞組及VD1 整流和電容Ｃ濾波后向負載輸出。

單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為20－100Ｗ，可以同時輸出不同的電壓，且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大，外特性差，適用于相對固定的負載。

單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍，工作頻率在20－200kHz之間。

３．單端正激式開關(guān)電源

單端正激式開關(guān)電源的典型電路如圖四所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似，但工作情形不同。當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，VD2也

導(dǎo)通，這時電網(wǎng)向負載傳送能量，濾波電感Ｌ儲存能量；當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感Ｌ通過續(xù)流二極管VD3 繼續(xù)向負載釋放能量。

在電路中還設(shè)有鉗位線圈與二極管VD2，它可以將開關(guān)管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復(fù)位條件，即磁通建立和

復(fù)位時間應(yīng)相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于５０％。由于這種電路在開關(guān)管VT1導(dǎo)通時，通過變壓器向負載傳送能量，所以輸出功率范圍大，可輸出50－200 Ｗ的功率。電路使用的變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積也較大，正因為這個原因，這種電路的實際應(yīng)用較少。

４．自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源

自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路如圖五所示。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關(guān)電源，也是目前廣泛使用的基本電源之一。

當(dāng)接入電源后在R1給開關(guān)管VT1提供啟動電流，使VT1開始導(dǎo)通，其集電極電流Ic在L1中線性增長，在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為正，發(fā)射極為負的正反饋電壓，使VT1 很快飽和。與此同時，感應(yīng)電壓給C1充電，隨著C1充電電壓的增高，VT1基極電位逐漸變低，致使VT1退出飽和區(qū)，Ic 開始減小，在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為負、發(fā)射極為正的電壓，使VT1 迅速截止，這時二極管VD1導(dǎo)通，高頻變壓器Ｔ初級繞組中的儲能釋放給負載。在VT1截止時，L2中沒有感應(yīng)電壓，直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導(dǎo)通，再次翻轉(zhuǎn)達到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復(fù)振蕩下去。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣，由變壓器Ｔ的次級繞組向負載輸出所需要的電壓。

自激式開關(guān)電源中的開關(guān)管起著開關(guān)及振蕩的雙重作從，也省去了控制電路。電路中由于負載位于變壓器的次級且工作在反激狀態(tài)，具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點。這種電路不僅適用于大功率電源，亦適用于小功率電源。

５．推挽式開關(guān)電源

推挽式開關(guān)電源的典型電路如圖六所示。它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。電路使用兩個開關(guān)管VT1和VT2，兩個開關(guān)管在外激勵方波信號的控制下交替的導(dǎo)通與截止，在變壓器Ｔ次級統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?/p>

這種電路的優(yōu)點是兩個開關(guān)管容易驅(qū)動，主要缺點是開關(guān)管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大，一般在100-500 Ｗ范圍內(nèi)。

６．降壓式開關(guān)電源

降壓式開關(guān)電源的典型電路如圖七所示。當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時，二極管VD1 截止，輸人的整流電壓經(jīng)VT1和L向Ｃ充電，這一電流使電感Ｌ中的儲能增加。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感Ｌ感應(yīng)出左負右正的電壓，經(jīng)負載RL和續(xù)流二極管VD1釋放電感Ｌ中存儲的能量，維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。

這中電路使用元件少，它同下面介紹的另外兩種電路一樣，只需要利用電感、電容和二極管即可實現(xiàn)。

７．升壓式開關(guān)電源

升壓式開關(guān)電源的穩(wěn)壓電路如圖八所示。當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時，電感Ｌ儲存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1 截止時，電感Ｌ感應(yīng)出左負右正的電壓，該電壓疊加在輸人電壓上，經(jīng)二極管VD1向負載供電，使輸出電壓大于輸人電壓，形成升壓式開關(guān)電源。

８．反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源

反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源的典型電路如圖九所示。這種電路又稱為升降壓式開關(guān)電源。無論開關(guān)管VT1之前的脈動直流電壓高于或低于輸出端的穩(wěn)定電壓，電路均能正常工作。

當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時，電感L 儲存能量，二極管VD1 截止，負載RL靠電容C上次的充電電荷供電。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時，電感Ｌ中的電流繼續(xù)流通，并感應(yīng)出上負下正的電壓，經(jīng)二極管VD1向負載供電，同時給電容Ｃ充電。

以上介紹了脈沖寬度調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本工作原理和各種電路類型，在實際應(yīng)用中，會有各種各樣的實際控制電路，但無論怎樣，也都是在這些基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。