什么是電源電路

　　電源電路是指提供給用電設(shè)備電力供應(yīng)的電源部分的電路設(shè)計(jì)，使用的電路形式和特點(diǎn)。既有交流電源也有直流電源。

　　電源電路分類

　　1.電子電路

　　根據(jù)所處理信號(hào)的不同，電子電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。

　　2.模擬電路

　　自然界產(chǎn)生的連續(xù)性物理自然量，將連續(xù)性物理自然量轉(zhuǎn)換為連續(xù)性電信號(hào)，運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)的電路即稱為模擬電路。模擬電路對(duì)電信號(hào)的連續(xù)性電壓、電流進(jìn)行處理。

　　最典型的模擬電路應(yīng)用包括：放大電路、振蕩電路、線性運(yùn)算電路（加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路）。運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)。

　　3.數(shù)字電路

　　數(shù)字電路又名邏輯電路，是一種將連續(xù)性的電信號(hào)，轉(zhuǎn)換為不連續(xù)性定量電信號(hào)，并運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號(hào)的電路。數(shù)字電路中，信號(hào)大小為不連續(xù)并定量化的電壓狀態(tài)。多數(shù)采用布爾代數(shù)邏輯電路對(duì)定量后信號(hào)進(jìn)行處理。典型數(shù)字電路有，門電路、觸發(fā)器、寄存器、加法器、減法器等，來(lái)運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號(hào)。

　　4.集成電路

　　集成電路亦稱為IC。運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)程序（IC設(shè)計(jì)），將一般電路集成到半導(dǎo)體材料里的半導(dǎo)體電路（一般為硅片），稱為集成電路。利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出集成電路（IC）。

　　5.其它種類

　　整流電路、直流穩(wěn)壓電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路

　　電源電路的功能和組成

　　每個(gè)電子設(shè)備都有一個(gè)供給能量的電源電路。電源電路有整流電源、逆變電源和變頻器三種。常見的家用電器中多數(shù)要用到直流電源。直流電源的最簡(jiǎn)單的供電方法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時(shí)更換（蓄電池則要經(jīng)常充電）的缺點(diǎn)，因此最經(jīng)濟(jì)可靠而又方便的是使用整流電源。

　　電子電路中的電源一般是低壓直流電，所以要想從220伏市電變換成直流電，應(yīng)該先把220伏交流變成低壓交流電，再用整流電路變成脈動(dòng)的直流電，最后用濾波電路濾除脈動(dòng)直流電中的交流成分后才能得到直流電。有的電子設(shè)備對(duì)電源的質(zhì)量要求很高，所以有時(shí)還需要再增加一個(gè)穩(wěn)壓電路。因此整流電源的組成一般有四大部分，見圖1。其中變壓電路其實(shí)就是一個(gè)鐵芯變壓器，需要介紹的只是后面三種單元電路。

　　1、整流電路

　　整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動(dòng)直流電的電路。

　　（1）半波整流

　　半波整流電路只需一個(gè)二極管，見圖2（a）。在交流電正半周時(shí)VD導(dǎo)通，負(fù)半周時(shí)VD截止，負(fù)載R上得到的是脈動(dòng)的直流電

　　（2）全波整流

　　全波整流要用兩個(gè)二極管，而且要求變壓器有帶中心抽頭的兩個(gè)圈數(shù)相同的次級(jí)線圈，見圖2（b）。負(fù)載RL上得到的是脈動(dòng)的全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路高。

　　（3）全波橋式整流

　　用4個(gè)二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個(gè)次級(jí)線圈的變壓器，見圖2（c）。負(fù)載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。

　　（4）倍壓整流

　　用多個(gè)二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓。圖2（d）是一個(gè)二倍壓整流電路。當(dāng)U2為負(fù)半周時(shí)VD1導(dǎo)通，C1被充電，C1上最高電壓可接近1.4U2；當(dāng)U2正半周時(shí)VD2導(dǎo)通，C1上的電壓和U2疊加在一起對(duì)C2充電，使C2上電壓接近2.8U2，是C1上電壓的2倍，所以叫倍壓整流電路。

　　2、濾波電路

　　整流后得到的是脈動(dòng)直流電，如果加上濾波電路濾除脈動(dòng)直流電中的交流成分，就可得到平滑的直流電。

　　（1）電容濾波

　　把電容器和負(fù)載并聯(lián)，如圖3（a），正半周時(shí)電容被充電，負(fù)半周時(shí)電容放電，就可使負(fù)載上得到平滑的直流電。

　　（2）電感濾波

　　把電感和負(fù)載串聯(lián)起來(lái)，如圖3（b），也能濾除脈動(dòng)電流中的交流成分。

　　（3）L、C濾波

　　用1個(gè)電感和1個(gè)電容組成的濾波電路因?yàn)橄笠粋€(gè)倒寫的字母“L”，被稱為L(zhǎng)型，見圖3（c）。用1個(gè)電感和2個(gè)電容的濾波電路因?yàn)橄笞帜浮唉小保环Q為π型，見圖3（d），這是濾波效果較好的電路。

　　（4）RC濾波

　　電感器的成本高、體積大，所以在電流不太大的電子電路中常用電阻器取代電感器而組成RC濾波電路。同樣，它也有L型，見圖3（e）；π型，見圖3（f）。

　　開關(guān)電源的電路組成

　　開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等。

　　開關(guān)電源的電路組成方框圖如下：

　　開關(guān)電源電路的工作原理

　　開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解。在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)。在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏安乘積總是很小的（在導(dǎo)通時(shí)，電壓低，電流大；關(guān)斷時(shí)，電壓高，電流小）。功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。

　　與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。脈沖的占空比是開關(guān)電源的控制器來(lái)調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來(lái)生高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓組數(shù)。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。

　　控制器的主要目的式保持輸出電壓穩(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說(shuō)控制器的功能模塊電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器相同。它們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動(dòng)功率管之前要經(jīng)過一個(gè)電壓脈沖轉(zhuǎn)換單元。

　　開關(guān)電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很少，但是工作過程相差很大，在特定的場(chǎng)合下個(gè)有優(yōu)點(diǎn)。

　　正激式變換器的優(yōu)點(diǎn)式：輸出電壓的紋波峰峰值比升壓式變換器低，同時(shí)可以輸出比較高的功率，正激式變換器可以提供數(shù)千瓦的功率。

　　升壓式變換器中峰值電流較高，因此只適合功率不大于150W的應(yīng)用場(chǎng)合，在所有拓?fù)渲校@類變換器所用的元器件最小，因而在中小功率的應(yīng)用場(chǎng)合中和流行。

　　開關(guān)電源的工作原理是：

　　第一 交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流;

　　第二 通過高頻PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)控制開關(guān)管，將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級(jí)上;

　　第三 開關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載;

　　第四 輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的.

　　輸入電路的原理及常見電路

　　1、AC輸入整流濾波電路原理

　　①防雷電路：當(dāng)有雷擊，產(chǎn)生高壓經(jīng)電網(wǎng)導(dǎo)入電源時(shí)，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1組成的電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時(shí)，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F(xiàn)1、F2、F3會(huì)燒毀保護(hù)后級(jí)電路。

　　②輸入濾波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。當(dāng)電源開啟瞬間，要對(duì)C5充電，由于瞬間電流大，加RT1（熱敏電阻）就能有效的防止浪涌電流。因瞬時(shí)能量全消耗在RT1電阻上，一定時(shí)間后溫度升高后RT1阻值減小（RT1是負(fù)溫系數(shù)元件），這時(shí)它消耗的能量非常小，后級(jí)電路可正常工作。

　　③整流濾波電路：交流電壓經(jīng)BRG1整流后，經(jīng)C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。

　　2、DC輸入濾波電路原理

　　① 輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。C3、C4 為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感。

　　② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機(jī)的瞬間，由于 C6的存在Q2不導(dǎo)通，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。當(dāng)C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時(shí)Q2導(dǎo)通。如果C8漏電或后級(jí)電路短路現(xiàn)象，在起機(jī)的瞬間電流在RT1上產(chǎn)生的壓降增大，Q1導(dǎo)通使 Q2沒有柵極電壓不導(dǎo)通，RT1將會(huì)在很短的時(shí)間燒毀，以保護(hù)后級(jí)電路。