开关电源工作原理详细分析

就是为什么很多时候开关电源经常会被称之为DC-DC转换器。

馈送PWM控制电路的回路负责所有需要的调节功能。如果输出电压错误时，PWM控制电路就会改变工作周期的控制信号以适应变压器，最终将输出电压校正过来。这种情况经常会发生在PC功耗升高的时，此时输出电压趋于下降，或者PC功耗下降的时，此时输出电压趋于上升。

在看下一页是，我们有必要了解一下以下信息：

★在变压器之前的所有电路及模块称为“primary”(一次侧)，在变压器之后的所有电路及模块称为“secondary”(二次侧);

★采用主动式PFC设计的电源不具备110 V/ 220 V转换器，同时也没有电压倍压器;

★对于没有PFC电路的电源而言，如果110 V / 220 V被设定为110 V时，电流在进入整流桥之前，电源本身将会利用电压倍压器将110 V提升至220 V左右;

★PC电源上的开关管由一对功率MOSFET管构成，当然也有其他的组合方式，之后我们将会详解;

★变压器所需波形为方形波，所以通过变压器后的电压波形都是方形波，而非正弦波;

★PWM控制电流往往都是集成电路，通常是通过一个小的变压器与一次侧隔离，而有时候也可能是通过耦合芯片(一种很小的带有LED和光电晶体管的IC芯片)和一次侧隔离;

★PWM控制电路是根据电源的输出负载情况来控制电源的开关管的闭合的。如果输出电压过高或者过低时，PWM控制电路将会改变电压的波形以适应开关管，从而达到校★正输出电压的目的;

下一页我们将通过图片来研究电源的每一个模块和电路，通过实物图形象的告诉你在电源中何处能找到它们。

看图说话：电源内部揭秘

当你第一次打开一台电源后(确保电源线没有和市电连接，否则会被电到)，你可能会被里面那些奇奇怪怪的元器件搞得晕头转向，但是有两样东西你肯定认识：电源风扇和散热片。

开关电源内部

但是您应该很容易就能分辨出电源内部哪些元器件属于一次侧，哪些属于二次侧。一般来讲，如果你看到一个(采用主动式PFC电路的电源)或者两个(无PFC电路的电源)很大的滤波电容的话，那一侧就是一次侧。

一般情况下，再电源的两个散热片之间都会安排3个变压器，比如说图7所示，主变压器是最大个的那颗;中等“体型”的那颗往往负责+5VSB输出，而最小的那颗一般用于PWM控制电路，主要用于隔离一次侧和二次侧部分(这也是为什么在上文图3和图4中的变压器上贴着“隔离器”的标签)。有些电源并不把变压器当“隔离器”来用，而是采用一颗或者多颗光耦(看起来像是IC整合芯片)，也即说采用这种设计方案的电源只有两个变压器——主变压器和辅变压器。

电源内部一般都有两个散热片，一个属于一次侧，另一个属于二次侧。如果是一台主动式PFC电源，那么它的在一次侧的散热片上，你可以看到开关管、PFC晶体管以及二极管。这也不是绝对的，因为也有些厂商可能会选择将主动式PFC组件安装到独立的散热片上，此时在一次侧会有两个散热片。

在二次侧的散热片上，你会发现有一些整流器，它们看起来和三极管有点像，但事实上，它们都是有两颗功率二极管组合而成的。

在二次侧的散热片旁边，你还会看到很多电容和电感线圈，共同共同组成了低压滤波模块——找到它们也就找到了二次侧。

区分一次侧和二次侧更简单的方法就是跟着电源的线走。一般来讲，与输出线相连的往往是二次侧，而与输入线相连的是一次侧(从市电接入的输入线)。如图7所示。

区分一次侧和二次侧

以上我们从宏观的角度大致介绍了一下一台电源内部的各个模块。下面我们细化一下，将话题转移到电源各个模块的元器件上来……

瞬变滤波电路解析

市电接入PC开关电源之后，首先进入瞬变滤波电路(Transient Filtering)，也就是我们常说的EMI电路。下图8描述的是一台PC电源的“推荐的”的瞬变滤波电路的电路图。

瞬变滤波电路的电路图

为什么要强调是“推荐的”的呢?因为市面上很多电源，尤其是低端电源，往往会省去图8中的一些元器件。所以说通过检查EMI电路是否有缩水就可以来判断你的电源品质的优劣。

EMI电路电路的主要部件是MOV (l Oxide Varistor，金属氧化物压敏电阻)，或者压敏电阻(图8中RV1所示)，负责抑制市电瞬变中的尖峰。MOV元件同样被用在浪涌抑制器上(surge suppressors)。尽管如此，许多低端电源为了节省成本往往会砍掉重要的MOV元件。对于配备MOV元件电源而言，有无浪涌抑制器已经不重要了，因为电源已经有了抑制浪涌的功能。

图8中的L1 and L2是铁素体线圈;C1 and C2为圆盘电容，通常是蓝色的，这些电容通常