一文详解开关电源PWM反馈机制

下图3和图4描述了开关电源PWM反馈机制。图3所示为不带PFC（功率因数校正）电路的低成本电源。图4显示了采用有源PFC设计的中高端电源。

　　

　　图3：不带PFC电路的电源

　　

　　图4：带PFC电路的电源

　　通过对比图3和图4我们可以看到两者的区别：一个有源PFC电路，另一个没有，前者不是110/220V转换器，也没有倍压电路。下面我们将重点介绍有源PFC电源。

　　为了让读者更好的了解电源的工作原理，以上我们提供的是一个非常基本的说明，图中不包括其他附加电路，如短路保护、待机电路和PG信号发生器等。当然，如果您想了解更详细的说明，请查看图5。如果你不明白也没关系，因为这张图本来就是给那些专业的电源设计师看的。

　　

　　图 5：典型的低端 ATX 电源设计

　　你可能会问，为什么图5的设计中没有电压整流电路？事实上，PWM电路已经承担了电压整流工作。输入电压在通过开口管之前将被重新校准，进入变压器的电压变成了方波。因此，变压器输出波形是方波，而不是正弦波。由于此时波形已经是方波，因此可以通过变压器轻松地将电压转换为直流电压。也就是说，电压被变压器重新校准后，输出电压变成了直流电压。这就是为什么很多时候开关电源通常被称为DC-DC转换器的原因。

　　馈入PWM控制电路的环路负责所有必需的调谐功能。如果输出电压错误，PWM控制电路将改变控制信号的占空比以适应变压器，最终对输出电压进行校正。当PC功耗增加，输出电压趋于下降或PC功耗降低时，输出电压趋于上升时，通常会发生这种情况。

　　我们需要知道什么

　　变压器之前的所有电路和模块称为“初级”（初级侧），变压器后面的所有电路和模块称为“次级”有源PFC电源设计没有110 V / 220 V转换器，也没有倍压器。

　　对于没有PFC电路的电源，如果将110 V / 220 V设置为110 V，则电流将使用倍压器将110 V提高到220 V，然后再进入整流桥。

　　PC电源由一对功率MOSFET在开口管上，当然还有其他组合，之后我们将详细解释。

　　变压器波形需要方波，所以变压器电压波形后是方波，而不是正弦波。

　　PWM控制电流通常是集成电路，通常通过小型变压器与初级侧隔离，有时通过耦合芯片（带有LED和光电晶体管的小型IC芯片）和初级侧隔离。

　　PWM控制电路是根据功率输出负载条件来控制电源开关管闭合。如果输出电压过高或过低，PWM控制电路会改变电压波形以适应打开灯管，从而达到学校正输出电压的目的。

　　接下来，我们将通过图片来研究每个模块和电路的电源，通过物理图像告诉你在电源的哪个位置可以找到它们。

　　当您第一次打开电源时（确保电源线未连接到电源，否则将通电），您可能会被内部奇怪的组件迷失方向，但有两件事您肯定知道：电源风扇和散热器。

　　但是，您应该能够轻松识别电源中的哪些组件属于初级侧，哪些属于次级侧。通常，如果您看到一个大的滤波电容器（带有源PFC电路的电源）或两个（没有PFC电路的电源），则该侧是初级侧。

　　一般情况下，电源的两个散热器之间布置有三个变压器。例如，如图所示。7、主变压器是最大的一种。介质“主体”通常负责+5VSB的输出，最小值通常用于PWM控制电路，主要用于隔离初级和次级侧（这就是为什么“隔离器”标签连接到上述图3和图4中的变压器上的原因）。一些电源不使用变压器作为“隔离器”，而是使用一个或多个光耦合器（看起来像IC集成芯片），这意味着使用这种设计的电源只有两个变压器

• 主变压器和辅助变压器。

　　电源内部通常有两个散热器，一个在初级侧，另一个在次级侧。如果是有源PFC电源，那么在散热器的初级侧，可以看到开关，PFC晶体管和二极管。这不是绝对的，因为某些供应商可能会选择将有源PFC 组件安装在单独的散热器上，一侧有两个散热器。

　　在散热器的二次侧，你会发现有一些整流器，它们看起来有点像晶体管，但实际上它们是两个功率二极管的组合。

　　在次级散热器旁边，您还会看到许多电容器和电感器共同构成了低压滤波器模块 - 找到它们并找到次级侧。

　　区分初级侧和次级侧的最简单方法是遵循电源线。通常，输出线通常连接到次级侧，而输入线连接到初级侧（来自电源的输入线）。如图 7 所示。

　　

　　以上，我们从宏观角度对电源的内部模块进行一般介绍。