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开关电源，简称SMPS，常用作控制电路的电源，如PLC、传感器、指示灯等，具有较高的效率，通常是将功率从交流传输到直流，根据特定项目的需求转换电压和电流。
而作为一名合格的维修电工，懂得开关电源的电路也是一个加分项！
今天，我就来给大家讲讲开关电源的五脏六腑，带大家认识开关电源的内部电路。
相对于线性电源，开关电源的电路比较复杂，它通常可以分为五部分，从输入到输出依次是12345，如下图1所示。
▲ 图1
第1部分是主输入保护和滤波器。第2部分是全桥整流桥以及电源的初级滤波器。第3部分是开关晶体管，通常使用两个，但有时是只有一个，如下图2所示。
▲ 图2
第4部分是变压器，这里的变压器要比线性电源的小得多，此外还包含第二个整流器的二极管。最后的第5部分是输出滤波线圈和电容器，还有反馈电路。
#01
第1部分的输入端中，通常装有保险丝，如下图3所示。几乎所有的开关电源都有某种安全保险丝，用作短路和过载保护，若发生短路或过电流等，保险丝会熔断，保护电路。
▲ 图3
输入端还有一个输入滤波器，称为EMC滤波器，如下图4所示，表示电磁兼容性。这个滤波器由一些高压电容器和一对1:1扼流圈组成，可以过滤掉高频噪音。
▲ 图4
220V的交流输入是正弦波，但这信号可能带有很多高频干扰，通过EMC滤波器可以明显去除这些干扰信号。
#02
第2部分是整流桥和初级滤波器（即滤波电容），如下图5所示。有的开关电源的整流桥是4个二极管，像下图中的这种集成的整流桥，一个就相当于4个二极管。
▲ 图5
整流桥将交流电整流成脉动直流电，而滤波电容可以改善电压波形，通常输出320V直流电，约为220V交流电的峰值。
▲ 图6
#03
第3部分是开关管（一般是MOS管）和它周围的所有数字部件，如上图6所示。开关管用于切换电压和产生高频信号，它通常放置在PCB的外侧，并通过铝板连接到金属外壳上，便于散热。另外，有的开关电源只有一个开关晶体管，如下图7所示。
▲ 图7
开关管的栅极由PWM控制器控制，这里就是IC控制器。不同开关电源的控制器也会不一样，如下图8所示。
▲ 图8
第2部分的滤波电容输出320V的近似直流电，来到第3部分的开关管，并在开关管的输出端产生高频信号，这些高频信号来到第4部分的变压器和整流二极管，如下图9所示。
▲ 图9
#04
和开关管一样，有的低功率电源也只有一个整流管，如下图10所示。变压器输出的高频脉冲被整流管整流，然后输出直流方波。
▲ 图10
#05
直流方波来到第5部分的次级LC滤波器，如下图11所示，它由线圈和低压电容组成。LC滤波器将输出电压变得平滑，达到所需的直流值。
▲ 图11
若想要一个更稳定的输出电压，就必须要有一个从输出到PWM驱动器的反馈。反馈电路通常使用光耦，，如下图12所示。光耦还起到隔离高压输入和低压输出的作用。光耦将来自低压输出的反馈连接回控制高压MOS管的驱动器。
▲ 图12
总的来说，就是第一个模块将接收交流高压，并用保险丝保护电路，然后使用EMC滤波器过滤掉高频噪声，并得到一个干净的正弦波。
正弦波被传递给全桥整流器，被整流成脉动电压，脉动电压经滤波电容后产生高压直流电。然后控制器和MOS管将把这个高压直流切碎成快速直流脉冲，这些脉冲施加到变压器线圈上。
基于变压器线圈的充电和放电，变压器将产生高频交流信号。高频交变信号来到第二个半波整流器，变成直流信号。这个直流电压的大小可以通过PWM信号来控制。
最后用线圈和电容器对直流电压进行滤波，就可以得到较低且稳定的直流电压。反馈持续将输出电压反馈到控制器，以便始终保持输出电压不变。
不同的开关电源可能会有一些不同的组件，且反馈电路也不一定要用到光耦，但它们的工作原理基本大同小异。
以上就是开关电源的内部电路讲解，你学会了吗？
