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电脑电源开关电路

 共同成长888 2015-09-30

整流滤波电路
整流滤波电路由一个全桥和两个高压电解电容组成。全桥内部就是四个二极管,它负责把交流电转换成直流电。整流后的直流电波动很大,为了得到稳定的电压,需要用滤波电容滤波,滤波以后,电压就比较稳定了,整流全桥的耐压一般在6 0 0 V 以上,它根据输出功率的大小选择最大电流,全桥后面的两个高大的筒状元件就是高压电解电容,其作用是虑除电流中的杂波,输出平稳的直流电,滤波电容的容量大小和滤波效果有很大关系。容量大的高压电解电容一般在470 μ F 以上,如笔者的电源采用了680 μ F 容量的高压电容(如图2 )。


桥式整流和滤波

将输入端的交流电转变为脉冲直流电,目前有两种型式,一种是用四个二极管组成桥式整流电路;另一种是将四个二极管封装在一起。两种接法效果都一样,二极管的正向导通电流不小于1A,反向击穿电压不小于700V。
高压部分的滤波主要由电容组成,一般有二个电容:200W电源,电容≥330uF;250W电源,电容≥470uF;300W电源,电容≥680uF。如图所示:

上图,L1和C3组成无源PFC电路,C1、C2为滤波电容。实物图如下图:

 


高压滤波电容

 

低压滤波电容

劣质电源使用小容量的滤波电容,以降低成本,如200W只用220uF,300W只用470uF,甚至使用旧电容来降低成本。PFC电感量不足或省掉PFC。

 

开关电路
开关电路是电源的核心部分。主要由开关管、P W M控制芯片、开关变压器和高频整流二极管组成。由开关管和P W M 控制芯片构成振荡电路,产生高频脉冲,经开关变压器得到多组输出,各组输出经高频整流二极管整流得到不同的电压(如图3 )。开关电路的输出端和输入端有反馈电路,因而电路可根据输出端反馈的信号自动调整振荡频率, 从而影响输出电压。当输出电压偏高时, 振荡频率会因反馈信号而降低, 从而使输出电压也降低,反之亦然。通常电压功率大的话, 开关变压器的体积也会大一些。P W M 控制芯片用于驱动开关管输出的工作电压,该控制芯片的型号往往是TL494 或相同功能的KA7500B(如图4 ),辅助的电路还包括基准电压电路、取样电路、比较电流和保护电路。

由于开关电源的开关管只工作在“开”和“关”两种状态, 关的时候几乎不消耗功率, 而开的时候由于自身压降很小, 所以自身的损耗也很小,这就是开关电源发热量低、效率高的原因。高频开关变压器同样是整个电路中的核心部件(如图5 )。

经过高频开关变压器降压后的电流同样要使用二极管和电容进行整流和滤波,只是整流时的工作频率很高, 必须使用具有快速恢复功能的肖特基整流二极管,普通的整流二极管难当此任,而整流部分使用的电容不但容量要大,还要有较低的交流电阻才行,否则就无法滤除电流中的高频交流电成分。此外还能见到一两个体积硕大的带磁心的电感线圈,与滤波电容一起滤除高频的交流电成分,保证输出纯净的直流电(如图6)。一款优质的电源的电感线圈不仅尺寸大, 而且绕线也很规范。而劣质电源的线圈非常小而且绕线不规则, 附近的滤波电容也非常小。

开关三极管和开关变压器是开关电源的核心部件,通过自激式或它激式(需要一个独立的脉冲信号振荡器,ATX电源的主开关管采用这种方式)使开关三极管工作在饱和、截止(即开、关)状态,从而在开关变压器的副绕组上感应出高频电压,再经过整流、滤波和稳压后输出各路直流电压。所以开关三极管和开关变压器的质量直接影响电源的质量和使用寿命,尤其是开关三极管,工作在高反压状态下,没有足够的保护电路,很容易击穿烧毁。下图散热片下面就是开关三极管:


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