【導讀】面提出了更高的要求。開關(guān)電源以其效率高、體積小、重量輕等優(yōu)勢在很多方面。逐步取代了效率低,又笨又重的線性電源。關(guān)電源的工作頻率提高到相當高的水平,使其具有高穩(wěn)定性和高性價比等特性。式很多,常用的變換電路有推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。集成電路——TL494輸?shù)腜WM脈沖控制主開關(guān)的導通來控制直流輸出的。有詳細的電路圖。

　　

【正文】 源各個輸出端的功率進行簡單的累加。 除主變壓器外，一般電源內(nèi)還應有兩個小變壓器，其中一個將開關(guān)電路河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 23 控制信號進行放大以驅(qū)動開關(guān)管進行工作，同時還可以將開關(guān)管工作的高壓區(qū)和集成電路工作的低壓區(qū)進行物理隔離。另外一個完全是一套獨立的小型開關(guān)電源，這就是我們所說的待機電路，其輸出的電壓為電源的主電路供電，同時通過 +5V StandBy 端輸出到主板來實現(xiàn)喚醒功能。 脈寬調(diào)制控 制電路 脈寬調(diào)制電路是一個利用誤差電壓控制輸出脈沖寬度的反饋電路。該電路通過檢測輸出電壓的變化產(chǎn)生一個誤差電壓，并將該誤差電壓反饋到逆變器去控制開關(guān)晶體管的導通時間，以改變輸出脈沖的寬度，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。脈寬調(diào)制電路通常由光耦合器和 PWM 控制器組成。光耦合器將輸出電路中取出的誤差電壓反饋到 PWM 控制器，再由 PWM 控制器控制開關(guān)晶體管的導通與關(guān)斷。當輸出電壓升高時，反饋到 PWM 控制器的電流增大， PWM 控制器使開關(guān)晶體管的導通時間縮短，也就是使輸出脈沖的寬度變窄，從而導致輸出電壓下降，維持了輸出電壓的穩(wěn) 定。 多路直流穩(wěn)壓輸出電路 經(jīng)過高頻開頭變壓器降壓后的脈動電壓同樣要使用二極管和電容進行整流和濾波，只是此時整流時的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復功能的肖特基整流二極管，普通的整流二極管難當此任，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，否則就無法濾除其中的高頻交流成分，因此選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻才行，此外還能見到 2 個體積碩大的帶磁心的電感線圈，與濾波電容一起濾除高頻的交流成分，保證輸出純凈的直流電。 由于低壓整流端需要輸出很大的電流，所以整流二極管同樣 會產(chǎn)生大量的熱量，這些二極管與前面的開關(guān)管都需要單獨的散熱片進行散熱，電源中另一個散熱片上所固定的就是這些元件。從這些元件輸出的就是各種不同電壓的輸出電流了。 輸出電路主要由高頻整流器、平滑濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。在輸出電路中，高頻整流器將逆變器輸出的高頻脈沖電壓整流成直流電壓，再經(jīng)平滑濾波和穩(wěn)壓后，分別輸出數(shù)字衛(wèi)星接收機所需要的各路電壓。 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 24 +5VSB、 PSON、 PWOK 控制信號 微機 開關(guān)電源與 AT 電源最顯著的區(qū)別是，前者取消了傳統(tǒng)的市電開關(guān)，依靠 +5VSB、 PSON 控制信號的組合 來實現(xiàn)電源的開啟和關(guān)閉。 +5VSB 是供主機系統(tǒng)在 微機 待機狀態(tài)時的電源，以及開閉自動管理和遠程喚醒通訊聯(lián)絡相關(guān)電路的工作電源，在待機及受控啟動狀態(tài)下，其輸出電壓均為 5V 高電平，使用紫色線由 微機 插頭引出。 PSON 為主機啟閉電源或網(wǎng)絡計算機遠程喚醒電源的控制信號，不同型號的 微機 開關(guān)電源，待機時電壓值為 3V、 、 各不相同。當按下主機面板的 POWER 開關(guān)或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡喚醒遠程開機，受控啟動后 PSON 由主板的電子開關(guān)接地，使用綠色線從 微機 插頭 14 腳輸入。 PWOK 是供主板檢測電源好壞的輸出信號，使用灰色線 由 微機 插頭引出，待機狀態(tài)為零電平，受控啟動電壓輸出穩(wěn)定后為 5V 高電平。 脫機帶電檢測 微機 電源，首先測量在待機狀態(tài)下的 PSON 和 PWOK 信號，前者為高電平，后者為低電平，插頭除輸出 +5VSB 外，不輸出其它電壓。其次是將 微機 開關(guān)電源人為喚醒，用一根導線把 微機 插頭與任一地端 、 1 1 1 17 中的一腳短接，這一步是檢測的關(guān)鍵，將 微機 電源由待機狀態(tài)喚醒為啟動受控狀態(tài)，此時 PSON 信號為低電平， PWOK、 +5VSB 信號為高電平， 微機 插頭＋ 、 177。5V、 177。12V 有輸出，開關(guān)電源風扇旋轉(zhuǎn)。上述操 作亦可作為選購 微機 開關(guān)電源脫機通電驗證的方法。 自動穩(wěn)壓與保護控制電路 開關(guān)穩(wěn)壓電源的保護電路由過電流保護電路、過電壓保護電路、過熱保護電路和浪涌吸收電路等組成。串聯(lián)在開關(guān)晶體管發(fā)射極上的電阻組成過電流保護電路，用于防止開關(guān)電源啟動時開關(guān)管出現(xiàn)過電流。并聯(lián)在變壓器初級繞組上的電阻、電容組成浪涌吸收電路，用于泄放積蓄在變壓器漏感上的能量，保護開關(guān)管不被擊穿。 穩(wěn)壓電路通常是從電源輸出端的輸出電壓取樣出部分電壓與標準電壓作比較，比較出的差值經(jīng)過放大后去調(diào)節(jié)開關(guān)管的所占空比。從而達到電壓的 穩(wěn)定。保護電路作用是通過檢測各端輸出電壓或電流的變化，當輸出端發(fā)生短路、過壓、過流、過載、欠壓等現(xiàn)象時，保護電路動作，切斷開關(guān)管的激勵信號，使開關(guān)管停振，輸出電壓和電流為零。 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 25 第 5 章 微機開關(guān)電源電路圖的分析 交流輸入整流濾波電路 圖 51 中，交流電 AC220V 經(jīng)過 限流電阻 NTC 5D9 或 保險管 FUSE、 和L R C C4 高壓濾波 ，經(jīng) BD1—BD4 整流、 C5 和 C6 濾波，輸出 300V左右直流脈動電壓。 保險絲能在電源功率太大或元件出現(xiàn)短路時熔斷以保護電源內(nèi)部的元件，而限流電阻含有金屬氧化 物成分，能限制瞬間的大電流，減少電源對內(nèi)部元件的電流沖擊。 C1 為尖峰吸收電容，防止交流電突變瞬間對電路造成不良影響。 THR 為負溫度系數(shù)熱敏電阻，起過流保護和防雷擊的作用。 L R1 和組成濾波器，濾除市電電網(wǎng)中的高頻干擾。 C3 和 C4 為高頻輻射吸收電容， 以充分濾除高頻雜波， 防止交流電竄入后級直流電路造成高頻輻射干擾。 同時抑制開關(guān)電源對電網(wǎng)的影響。 從 C3 和 C4 中間引出 C8至 T1 初級線圈，為直流輸出做準備。 高壓部分的濾波主要由電容組成，一般有二個電容： 200W 電源，電容 ≥330uF； 250W 電源，電容 ≥470uF。 C 5C 6A C 2 2 0 VN T CC 3C 4B D 1 ~ B D 4C 1C 8R 15 D 9T H RL 1至 N 1 圖 51 整流濾波電路 整流器采用橋式整流二極管 BD1～ BD4，用于將輸入的交流電壓整流成直流電壓，供逆變器進行 DC/DC 變換。 C5 和 C6 組成 平滑濾波電路 ， 平滑濾波電路將整流出來的脈動直流電壓變成平滑的直流電壓，并抑制高頻干擾。 在交流電的的正負半周兩對二極管分別導通和截止，在負載上得到一個單方向的脈動電壓，電路圖如圖 51。 一般說來，在全橋附近應該有兩個或更多的高大桶狀元件，即高壓電解電容，其作用是將脈動的直流電濾除交流成分而輸 出比較平穩(wěn)的直流電。高壓電解電容的使用與開關(guān)電路的設計有密切關(guān)系，其容量往往是以往電源評河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 26 測時的焦點，但實際上它的容量和電源的功率毫無關(guān)系，不過增大它的容量會減小電源的紋波干擾，提高電源的電流輸出質(zhì)量。 輔助電源電路 只要有交流市電輸入， 微機 開關(guān)電源無論是否開啟，其輔助電源一直在工作，為開關(guān)電源控制電路提供工作電壓。市電經(jīng)高壓整流、濾波，輸出約300V 直流脈動電壓，一路經(jīng) R7 R76 至輔助電源開關(guān)管 Q15 基極，另一路經(jīng) T3 開關(guān)變壓器的初級繞組加至 Q15 集電極，使 Q15 導通。 T3 反饋繞組的感應電勢（ 上正下負）通過正反饋支路 C4 R74 加至 Q15 基極，使 Q15 飽和導通。反饋電流通過 R7 R7 Q15 的 b、 e 極等效電阻對電容 C44 充電，隨著 C44 充電電壓增加，流經(jīng) Q15 基極電流逐漸減小， T3 反饋繞組感應電勢反相（上負下正），與 C44 電壓疊加至 Q15 基極， Q15 基極電位變負，開關(guān)管迅速截止。 Q15 截止時， ZD D C4 R70 組成 Q15 基極負偏壓截止電路。反饋繞組感應電勢的正端經(jīng) C4 R70、 D41 至感應電勢負端形成充電回路，C41 負極負電壓， Q15 基極電位由于 D ZD6 的導通，被箝位 在比 C41 負電壓高約 （二極管壓降和穩(wěn)壓值）的負電位上。同時正反饋支路 C44的充電電壓經(jīng) T3 反饋繞組， R78， Q15 的 b、 e 極等效電阻， R74 形成放電回路。隨著 C41 充電電流逐漸減小， Ub 電位上升，當 Ub 電位增加到 Q15的 b、 e 極的開啟電壓時， Q15 再次導通，又進入下一個周期的振蕩。 Q15 飽和期間， T3 二次繞組輸出端的感應電勢為負，整流管截止，流經(jīng)一次繞組的導通電流以磁能的形式儲存在 T3 輔助電源變壓器中。當 Q15 由飽和轉(zhuǎn)向截止時，二次繞組兩個輸出端的感應電勢為正， T3 儲存的磁能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng) BD BD6 整流輸出。其中 BD5 整流輸出電壓供 Q16 三端穩(wěn)壓器7805 工作， Q16 輸出 +5VSB，若該電壓丟失，主板就不會自動喚醒微機電源啟動。 BD6 整流輸出電壓供給 IC1 脈寬調(diào)制 TL494 的 12 腳電源輸入端，該芯片 14 腳輸出穩(wěn)壓 5V，提供微機開關(guān)電源控制電路所有元件的工作電壓 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 27 R 7 0D 4 1+ 5 V S BC 1 9C 4 4R 7 3D 3 0C 4 1Q 1 67 8 0 5C 1 6C 2 9B D 5B D 6T 3C 4 2R 7 7Q 1 5R 7 4R 7 8Z D 6R 7 6R 7 2 圖 52 輔助電源電路 PSON 信號控制電路 PSON 信號控制 IC1 的 4 腳死區(qū)電壓，待機時，主板啟閉控制電路的電子開關(guān)斷開， PSON 信號高電平 ， IC10 精密穩(wěn)壓電路 WL431 的 Ur 電位上升， Uk 電位下降， Q7 導通，穩(wěn)壓 5V 通過 Q7 的 e、 c 極， R80、 D25 和D40 送入 IC1 的 4 腳，當 4 腳電壓超過 3V 時，封鎖 11 腳的調(diào)制脈寬輸出，使 T2 推動變壓器、 T1 主電源開關(guān)變壓器停振，停止提供＋ 、 177。5V、177。12V 的輸出電壓。 受控啟動后， PSON 信號由主板啟閉控制電路的電子開關(guān)接地， IC10 的 Ur 為零電位， Uk 電位升至＋ 5V， Q7 截止， c 極為零電位，IC1 的 4 腳低電平，允許 11 腳輸出脈寬調(diào)制信號。 T L 4 9 4 4 腳R 6 2D 4 0T L 4 9 4 1 5 腳R 6C 5 1C 4 9Q 7KARI C 1 0 W L 4 3 1R 5 9R 6 0R 8 0D 2 5R 1 0 1P S O N 圖 53 PSON 信號 控制電路 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 28 PWOK 信號控制 電路 PC 主機要求各路電源穩(wěn)定之后才工作，以保護各元器件不致因電壓不穩(wěn)而損壞，故設置了 PWOK 信號（約＋ 5V），主機在獲得此信號后才開始工作。接通電源時，要求 PWOK 信號比 177。5V、 177。12V、＋ 電源延遲數(shù)百毫秒才產(chǎn)生，關(guān)機時 PWOK 信號應比直流電源先消失數(shù)百毫秒 。 PWOK 產(chǎn)生電路由 IC5 電壓比較器 LM39 Q2 C60 及其周邊元件構(gòu)成。 待機時 IC1 的反饋控制端 3 腳為低電平， Q21 飽和導通， IC5 的 3 腳正端輸入低電位，小于 2 腳負端輸入的固定分 壓比， 1 腳低電位， PWOK 向主機輸出零電平的電源自檢信號，主機停止工作處于待命休閑狀態(tài)。受控啟動后 IC1 的 3 腳電位上升， Q21 由飽和導通進入放大狀態(tài)， e 極電位由穩(wěn)壓 5V經(jīng) R104 對 C60 充電來建立，隨著 C60 充電的逐漸進行， IC5 的 3 腳控制電平逐漸上升，一旦 IC5 的 3 腳電位大于 2 腳的固定分壓比，經(jīng)正反饋的遲滯比較器， 1 腳輸出高電平的 PWOK 信號。 在主機運行過程中若遇市電掉電或用戶關(guān)機時，微機開關(guān)電源＋ 5V 輸出端電壓必下跌，這種幅值變小的反饋信號被送到 IC1 組件的電壓取樣放大器同相端 1 腳后，將引起如下的 連鎖反應：使 IC1 的反饋控制端 3 腳電位下降，經(jīng) R63 耦合到 Q21 的基極，隨著 Q21 基極電位下降，一旦 Q21 的 e、 b 極電位達到 ， Q21 飽和導通， IC5 的 3 腳電位迅速下降，當 3 腳電位小于 2腳的固定分壓電平時， IC5 的輸出端 1 腳將立即從 5V 下跳到零電平，關(guān)機時PWOK 輸出信號比微機開關(guān)電源＋ 5V 輸出電壓提前幾百毫秒消失 。 R 1 0 4R 1 0 528Q 2 1P W O K134567R 1 0 6R 1 0 7I C 5 L M 3 9 328R 1 0 2 圖 54 PWOK 信號控制電路 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 29 脈寬調(diào)制 控制 電路 在圖 55 中， IC1 的輸出方式控制端 13 腳接穩(wěn)壓 5V，脈寬調(diào)制器為并聯(lián)推挽式 [14]輸 出， 11 腳輸出相位差 180 度的脈寬調(diào)制控制信號，輸出頻率為 IC1 的 6 腳外接定時阻容元件的