开关电源原理详解：EMI滤波、功率变换与电路保护

"这篇文档详细讨论了开关电源的工作原理，主要涵盖了电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路以及PWM控制器电路等关键组件。此外，还涉及了输入保护电路和DC输入滤波电路的原理。" 在开关电源的设计中，电磁干扰滤波器（EMI）扮演着至关重要的角色，它主要用于消除电网中的噪声和杂波，防止这些干扰进入电源系统，同时防止电源自身产生的高频噪声对外部电网造成影响。文档中提到了防雷电路，由压敏电阻和熔丝构成，可以保护电源免受雷击造成的高电压冲击。输入滤波电路则由电容和电感组成，形成双π型网络，有效过滤输入电源的噪声。 整流滤波电路将交流电转换为较平滑的直流电。整流桥（BRG1）用于交流到直流的转变，而滤波电容C5则用于平滑输出电压，减少纹波。如果C5的容量减小，输出的交流纹波将会增加。对于DC输入，也有类似的滤波和抗浪涌保护机制。 功率变换电路通常采用MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为开关元件，通过控制MOSFET的开关状态来改变输出电压。MOSFET以其高速、低损耗的特性在开关电源中广泛应用。其工作原理基于半导体表面的电声效应，通过控制栅极电压来改变源漏间的导通电阻，从而控制电流的流动。 PWM（脉宽调制）控制器电路是开关电源的核心部分，它通过调整开关元件的占空比来调节输出电压。控制器可以根据反馈信号调整脉冲宽度，以保持输出电压的稳定。 此外，电源设计还包括各种保护电路，如输入过欠压保护、输出过欠压保护、过流保护和短路保护，以确保系统在异常情况下的安全运行。例如，抗浪涌电路在启动时通过电阻RT1限制启动电流，防止浪涌电流对系统造成损害。 开关电源的原理涉及到多个复杂电路的协同工作，包括滤波、变换、控制以及保护，每一个环节都对电源性能和稳定性至关重要。这份文档详细解析了这些基本组件，为理解开关电源的工作机制提供了详实的资料。