開關電源，簡稱SMPS，常用作控制電路的電源，如PLC、傳感器、指示燈等，具有較高的效率，通常是將功率從交流傳輸到直流，根據特定項目的需求轉換電壓和電流。

而作為一名合格的維修電工，懂得開關電源的電路也是一個加分項！

今天，我就來給大家講講開關電源的五臟六腑，帶大家認識開關電源的內部電路。

相對於線性電源，開關電源的電路比較複雜，它通常可以分為五部分，從輸入到輸出依次是12345，如下圖1所示。

第1部分是主輸入保護和濾波器。第2部分是全橋整流橋以及電源的初級濾波器。第3部分是開關電晶體，通常使用兩個，但有時是只有一個，如下圖2所示。

第4部分是變壓器，這裡的變壓器要比線性電源的小得多，此外還包含第二個整流器的二極體。最後的第5部分是輸出濾波線圈和電容器，還有反饋電路。

#01

第1部分的輸入端中，通常裝有保險絲，如下圖3所示。幾乎所有的開關電源都有某種安全保險絲，用作短路和過載保護，若發生短路或過電流等，保險絲會熔斷，保護電路。

輸入端還有一個輸入濾波器，稱為EMC濾波器，如下圖4所示，表示電磁兼容性。這個濾波器由一些高壓電容器和一對1:1扼流圈組成，可以過濾掉高頻噪音。

220V的交流輸入是正弦波，但這信號可能帶有很多高頻干擾，通過EMC濾波器可以明顯去除這些干擾信號。

#02

第2部分是整流橋和初級濾波器（即濾波電容），如下圖5所示。有的開關電源的整流橋是4個二極體，像下圖中的這種集成的整流橋，一個就相當於4個二極體。

整流橋將交流電整流成脈動直流電，而濾波電容可以改善電壓波形，通常輸出320V直流電，約為220V交流電的峰值。

#03

第3部分是開關管（一般是MOS管）和它周圍的所有數字部件，如上圖6所示。開關管用於切換電壓和產生高頻信號，它通常放置在PCB的外側，並通過鋁板連接到金屬外殼上，便於散熱。另外，有的開關電源只有一個開關電晶體，如下圖7所示。

開關管的柵極由PWM控制器控制，這裡就是IC控制器。不同開關電源的控制器也會不一樣，如下圖8所示。

第2部分的濾波電容輸出320V的近似直流電，來到第3部分的開關管，並在開關管的輸出端產生高頻信號，這些高頻信號來到第4部分的變壓器和整流二極體，如下圖9所示。

#04

和開關管一樣，有的低功率電源也只有一個整流管，如下圖10所示。變壓器輸出的高頻脈衝被整流管整流，然後輸出直流方波。

#05

直流方波來到第5部分的次級LC濾波器，如下圖11所示，它由線圈和低壓電容組成。LC濾波器將輸出電壓變得平滑，達到所需的直流值。

若想要一個更穩定的輸出電壓，就必須要有一個從輸出到PWM驅動器的反饋。反饋電路通常使用光耦，，如下圖12所示。光耦還起到隔離高壓輸入和低壓輸出的作用。光耦將來自低壓輸出的反饋連接回控制高壓MOS管的驅動器。

總的來說，就是第一個模塊將接收交流高壓，並用保險絲保護電路，然後使用EMC濾波器過濾掉高頻噪聲，並得到一個乾淨的正弦波。

正弦波被傳遞給全橋整流器，被整流成脈動電壓，脈動電壓經濾波電容後產生高壓直流電。然後控制器和MOS管將把這個高壓直流切碎成快速直流脈衝，這些脈衝施加到變壓器線圈上。

基於變壓器線圈的充電和放電，變壓器將產生高頻交流信號。高頻交變信號來到第二個半波整流器，變成直流信號。這個直流電壓的大小可以通過PWM信號來控制。

最後用線圈和電容器對直流電壓進行濾波，就可以得到較低且穩定的直流電壓。反饋持續將輸出電壓反饋到控制器，以便始終保持輸出電壓不變。

不同的開關電源可能會有一些不同的組件，且反饋電路也不一定要用到光耦，但它們的工作原理基本大同小異。

以上就是開關電源的內部電路講解，你學會了嗎？