机顶盒电源简介

机顶盒电源简介

开关电源工作原理

开关电源就是用通过电路控制开关产生所需要的一组或多组电压，主要用于工业以及一些家用电器上，如电视机，电脑等。转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多。所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热，成本很低，如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意义。

开关电源的按工作原理包括以下部分:

1.交流电源输入经整流滤波成直流;

2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;

3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;

4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制开关管进行高速的导通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。

交流电源输入时一般要过扼流圈一类东西，过滤掉电网上的干扰，同时也过滤电源对电网的干扰；在功率相同时，开关频率越高，开关变压器的体积就越小，但对开关管的要求就越高；开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头，以得到需要的输出； 一般还应该增加一些保护电路，比如空载、短路等保护，否则可能会烧毁开关电源。

一、主电路：从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：

1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。

3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

二、控制电路 ：一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，

经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。

三、检测电路 ：除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表资料。

四、辅助电源 ：提供所有单一电路的不同要求电源。

开关控制稳压原理

开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E 通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。

E

在AB间的电压平均值EAB可用下式表示：

EAB=TON/T*E 式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。

由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为“时间比率控制”（Time Ratio Control,缩写为TRC）。

按TRC控制原理，有三种方式：

一、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,缩写为PWM）：开关周期恒定，通

过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。

二、脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM）：导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。

三、混合调制：导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。

同洲机顶盒开关电源工作原理(MB.203.01)：

本电源采用于交直流两用供电方式，交流（市电）输入时其工作原理与一般机顶盒开关电源类似，直流输入时增加了逆变器电路用于将直流电转换成交流电，其转换的交流电经整流滤波后电压为300V。UC3843脉宽调制IC是逆变器核心器件，它集脉冲振荡，欠压控制，短路保护等功能于一身，它可以直接驱动MOS管、IGBT等，适合于制作单端电路。

当CN1输入端为交流（市电220V）时，经抗干扰电路滤波，桥式整流电路整流后在电容C2的正端得到300V的直流电压。R3，R4，R13，C1组成开关电源启动电路，300V直流电压通过启动电路给C1充电，C1充到一定程度的时候开始放电，其放电途径为C1右端——R2——R7——U1基射极——偏置线组——C1左端。C1放电时，U1基极电流变化引起集电极电流变化，与集电极连接的变压器初级绕组有电流流过（T1初级上正下负），其偏置绕组（T1偏置给组上负下正）能够将这一变化的电流感应出来（感应电动势为正），通过D5，C1，R2，R7组成的正反馈电路反馈到U1的基极，使U1基极电流进一步得到加强，从而引起U1集电极电流也进一步加强，这一变化的电流通过正反馈电路的作用，促使U1迅速饱和导通（处于雪崩状态）。U1饱和，与集电极连接的变压器初级绕组电流没有变化，偏置绕组也就无法感应出电动势，此时U1基极电流小于维持电流，其集电极电流迅速减小，根据电感的特性，为了阻止电流的降低，原来T1初级相位上正下负，变为下正上负，而偏置绕组也相位也跟着改变（上正下负），这一负的电压加到U1基极，经过T1初级和偏置绕组和正反馈电路的作用促使U1迅速截止。在本电路里正是因为U1的交替导通和截止，在变压器的初级绕组上积聚了能量，次组级组感应出这种变化的电动势，经次级整流电路整流滤波后输出稳定的直流电压。

输出电压稳压反馈回路由取样比较放大电路组成。取样电压取自 3.3V，通

过检测3.3V的电压变化改变光耦发光二极管的发光强度，从而改变光耦三极管C、E极导通程度，进一步改变U4的导通程度，由U4控制开关脉冲宽度来达到控制开关管U1的饱和和截止的时间，经过这一系列的过程次级输出电压变得稳定。

当CN4输入端为直流时，直流电压经继电器K1-A常闭开关分别加至UC3843、LM358、Q01，UC3843得电开始工作，其6脚输出驱动脉冲，控制Q01场效应管的开关，与Q01漏极相连的T2变压器初级也处于开关状态，即开关电源处于振荡状态。T2次级感应出交流电，经整流滤波后输出300V的直流电压给后级开关电源提供工作电源。T2偏置绕组给UC3843 2脚提供反馈电压（取样），与基准电压比较后形成误差控制电压去控制内部振荡电路的脉冲宽度，从而达到使输出电压稳定的目的。LM358在这里起电压检测作用，当输入的直流电压低于设定的阀值时继电器K1-B闭合，UC3843和Q01供电回路断开。

UC3842采用DIP—8封装，其引脚功能如下：

?1脚为补偿端，外接阻容元件以补偿误差放大器的频率特性；

?2脚为反馈端，将取样电压加至误差放大器的反相输入端，与同相输入端的基准电压进行比较，产生误差电压。

?3脚接过流检测电阻，构成过流保护电路。

?4脚为RT/CT为锯齿波振荡器外部定时电阻与定时电容公共端。

?5脚接地。

?6脚为电压输出端。

?7脚为启动电压输入端。

?8脚为参考电压端VREF。