開關(guān)電源簡介

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開關(guān)模式電源（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源供應(yīng)器的一種。開關(guān)電源輸出電壓高的檢修技巧1、影響開關(guān)電源輸出電壓高的原因(1)對局有倍壓整流的機(jī)型，在市電正常的情況下錯(cuò)誤工作于倍壓整流狀態(tài)(只使用于部分新型遙控彩色電視機(jī))(2)脈寬調(diào)制電路問題(3)振蕩電容容量下降。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個(gè)人電腦，而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。開關(guān)電源不同于線性電源，開關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區(qū)）及全閉模式（截止區(qū)）之間切換，這兩個(gè)模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會有較高的耗散，但時(shí)間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開關(guān)電源本身是不會消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時(shí)間來達(dá)到。相反的，線性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會消耗電能。開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而且因?yàn)殚_關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關(guān)電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。若電源的體積及重量是考慮重點(diǎn)時(shí)，開關(guān)電源比線性電源要好。不過開關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚加以處理，可能會產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開關(guān)電源沒有特別設(shè)計(jì)，其電源功率因數(shù)可能不高。

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。

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開關(guān)電源-PCB布局需要注意的有以下方面

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1：流過大電流的電解電容需要并聯(lián)使用是，應(yīng)該盡量使用相同規(guī)格電容，要相互靠近，不宜分開。并聯(lián)的電容需要均流，所以要保持相同的阻抗，不同電容阻抗不一樣，總阻抗還跟pcb走線長度，溫度環(huán)境相關(guān)，分開使用后很難保證這兩方面參數(shù)保持一致。

2：電解電容和薄膜電容（包括安規(guī)電容）等溫度特性不怎么好，持續(xù)高溫情況下會影響穩(wěn)定性跟壽命，這類電容自身一般不怎么發(fā)熱，但是如果貼近或靠近發(fā)熱量大的元件，如功率電感，變壓器，功率MOS，橋堆，功率二極管，大功率電阻等將嚴(yán)重影響穩(wěn)定性和壽命。逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分。

3：大功率電阻有條件的話盡量豎起來放增加空氣對流，如要橫放，千萬不要讓電阻管體貼著pcb，這樣會影響電阻散熱還可能會烤黃pcb板材。

4：可調(diào)電阻等微調(diào)元件不要貼近或靠近發(fā)熱量大的元件（如功率變壓器），一方面因?yàn)闇囟葧娮璧淖柚岛蛪勖?，進(jìn)而影響可調(diào)電路部分精準(zhǔn)度，另一方面可調(diào)電阻等一般帶有機(jī)械部分和塑料部分，這些都是不能耐高溫的，容易老化損害。

5：工作在低溫場合的pcb，特別是面積比較大的時(shí)候，必須要在板材無各處盡量均勻的打洞和割槽，不然經(jīng)過強(qiáng)烈熱脹冷縮之后，pcb會變形甚至銅箔翹起。

6：光耦和控制IC不宜放在變壓器磁芯結(jié)合處切線正下方（臥式變壓器尤為嚴(yán)重），因?yàn)檫@個(gè)地方散磁通和漏磁通很大，影響到光耦所在的反饋回路，容易使電源不穩(wěn)定。

7：貼片電容很容易在生產(chǎn)過程中被壓壞，所以pcb的貼片面盡量貼一下比較高貼片電容要高一點(diǎn)的貼片元件，這是為了保護(hù)貼片電容。

8：插件面盡量讓散熱器高度略高于較高的電解電容和磁性元件，并使pcb插件面朝下，貼片面朝上的方式擺放時(shí)保持平衡，這樣有利于在生產(chǎn)中保護(hù)磁芯不被碰裂，電解電容不被擠扁，并有利于調(diào)試和維修焊接。

開關(guān)電源的工作原理

其實(shí)比較簡單：當(dāng)晶體管基極為高電平時(shí)，晶體管飽和導(dǎo)通，等效電路如圖3所示，此時(shí)電感L儲存能量，電容C充電。電路設(shè)計(jì)，散熱片引腳的孔做成長方形橢圓形(經(jīng)驗(yàn)值：2*1mm)。當(dāng)晶體管基極為低電平時(shí)，晶體管截止，等效電路如圖4所示，此時(shí)電感L釋放能量，電容C放電。通常我們的PCB板上還有采樣電路，反饋電路，以此來調(diào)節(jié)基極控制電壓的占空比，來達(dá)到穩(wěn)壓的目的。同時(shí)，由于負(fù)載和晶體管串聯(lián)，輸出電壓小于輸入電壓，所以又叫降開關(guān)電路。對應(yīng)的并聯(lián)開關(guān)電路原理相似，同時(shí)由于晶體管并聯(lián)，電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與電壓相疊加后作用于負(fù)載，所以輸出電壓會高于輸入電壓。

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