什么是電源電路

　　電源電路是指提供給用電設備電力供應的電源部分的電路設計，使用的電路形式和特點。既有交流電源也有直流電源。

　　電源電路分類

　　1.電子電路

　　根據所處理信號的不同，電子電路可以分為模擬電路和數字電路。

　　2.模擬電路

　　自然界產生的連續性物理自然量，將連續性物理自然量轉換為連續性電信號，運算連續性電信號的電路即稱為模擬電路。模擬電路對電信號的連續性電壓、電流進行處理。

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

　　3.數字電路

　　數字電路又名邏輯電路，是一種將連續性的電信號，轉換為不連續性定量電信號，并運算不連續性定量電信號的電路。數字電路中，信號大小為不連續并定量化的電壓狀態。多數采用布爾代數邏輯電路對定量后信號進行處理。典型數字電路有，門電路、觸發器、寄存器、加法器、減法器等，來運算不連續性定量電信號。

　　4.集成電路

　　集成電路亦稱為IC。運用集成電路設計程序（IC設計），將一般電路集成到半導體材料里的半導體電路（一般為硅片），稱為集成電路。利用半導體技術制造出集成電路（IC）。

　　5.其它種類

　　整流電路、直流穩壓電路、濾波電路、穩壓電路

　　電源電路的功能和組成

　　每個電子設備都有一個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要用到直流電源。直流電源的最簡單的供電方法是用電池。但電池有成本高、體積大、需要不時更換（蓄電池則要經常充電）的缺點，因此最經濟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，應該先把220伏交流變成低壓交流電，再用整流電路變成脈動的直流電，最后用濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分后才能得到直流電。有的電子設備對電源的質量要求很高，所以有時還需要再增加一個穩壓電路。因此整流電源的組成一般有四大部分，見圖1。其中變壓電路其實就是一個鐵芯變壓器，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體二極管的單向導電性能把交流電變成單向脈動直流電的電路。

　?。?）半波整流

　　半波整流電路只需一個二極管，見圖2（a）。在交流電正半周時VD導通，負半周時VD截止，負載R上得到的是脈動的直流電

　　（2）全波整流

　　全波整流要用兩個二極管，而且要求變壓器有帶中心抽頭的兩個圈數相同的次級線圈，見圖2（b）。負載RL上得到的是脈動的全波整流電流，輸出電壓比半波整流電路高。

　　（3）全波橋式整流

　　用4個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器，見圖2（c）。負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

　　用多個二極管和電容器可以獲得較高的直流電壓。圖2（d）是一個二倍壓整流電路。當U2為負半周時VD1導通，C1被充電，C1上最高電壓可接近1.4U2；當U2正半周時VD2導通，C1上的電壓和U2疊加在一起對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直流電，如果加上濾波電路濾除脈動直流電中的交流成分，就可得到平滑的直流電。

　?。?）電容濾波

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

　?。?）電感濾波

　　把電感和負載串聯起來，如圖3（b），也能濾除脈動電流中的交流成分。

　　（3）L、C濾波

　　用1個電感和1個電容組成的濾波電路因為象一個倒寫的字母“L”，被稱為L型，見圖3（c）。用1個電感和2個電容的濾波電路因為象字母“π”，被稱為π型，見圖3（d），這是濾波效果較好的電路。

　?。?）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）。

　　開關電源的電路組成

　　開關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電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。

　　開關電源的電路組成方框圖如下：

　　開關電源電路的工作原理

　　開關電源的工作過程相當容易理解。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開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷狀態。在這兩種狀態中，加在功率晶體管上的伏安乘積總是很小的（在導通時，電壓低，電流大；關斷時，電壓高，電流?。?。功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。

　　與線性電源相比，PWM開關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實現的。脈沖的占空比是開關電源的控制器來調節。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生高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數就可以增加輸出的電壓組數。最后這些交流波形經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定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能模塊電壓參考和誤差放大器，可以設計成與線性調節器相同。它們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅動功率管之前要經過一個電壓脈沖轉換單元。

　　開關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，在特定的場合下個有優點。

　　正激式變換器的優點式：輸出電壓的紋波峰峰值比升壓式變換器低，同時可以輸出比較高的功率，正激式變換器可以提供數千瓦的功率。

　　升壓式變換器中峰值電流較高，因此只適合功率不大于150W的應用場合，在所有拓撲中，這類變換器所用的元器件最小，因而在中小功率的應用場合中和流行。

　　開關電源的工作原理是：

　　第一 交流電源輸入經整流濾波成直流;

　　第二 通過高頻PWM（脈沖寬度調制）信號控制開關管，將那個直流加到開關變壓器初級上;

　　第三 開關變壓器次級感應出高頻電壓，經整流濾波供給負載;

　　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，以達到穩定輸出的目的.

　　輸入電路的原理及常見電路

　　1、AC輸入整流濾波電路原理

　?、俜览纂娐罚寒斢欣讚簦a生高壓經電網導入電源時，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F1、F2、F3會燒毀保護后級電路。

　?、谳斎霝V波電路：C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間，要對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。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減?。≧T1是負溫系數元件），這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。

　　③整流濾波電路：交流電壓經BRG1整流后，經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型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4 為安規電容，L2、L3為差模電感。

　?、?R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間，由于 C6的存在Q2不導通，電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩壓值時Q2導通。如果C8漏電或后級電路短路現象，在起機的瞬間電流在RT1上產生的壓降增大，Q1導通使 Q2沒有柵極電壓不導通，RT1將會在很短的時間燒毀，以保護后級電路。