原标题：史上最全面解析：开关电源各功能电路

开关电源，又称交换式电源或开关变换器，是一种高频化电能转换装置，属于电源供应器的一种。其主要功能是将一个位准的电压，通过不同形式的架构转换为用户端所需的电压或电流。开关电源的设计复杂且功能多样，以下是对其各功能电路的史上最全面解析：

一、主要电路

1. 输入电磁干扰滤波器(EMI)

• 作用：主要用于滤除输入电源中的电磁噪声及杂波信号，防止对电源本身及电网的干扰。

2. 整流滤波电路

• 作用：将输入的交流电压整流为直流电压，并通过滤波电容滤除直流电压中的脉动成分，得到较为平滑的直流电。

3. 功率变换电路

• 作用：将整流滤波后的直流电压通过高频开关元件（如MOSFET）转换成高频交流电，再经过高频变压器进行电压变换，最后输出所需的电压值。

4. PWM控制器电路

• 作用：通过脉冲宽度调制（PWM）技术，调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。PWM控制器电路通常由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成，现已高度集成化。

5. 输出整流滤波电路

• 作用：将功率变换电路输出的高频交流电再次整流为直流电，并通过滤波电容滤除其中的高频成分，得到稳定的直流电压输出。

二、辅助电路

1. 输入过欠压保护电路

• 作用：监测输入电压是否在正常范围内，当输入电压过高或过低时，切断电源或降低输出功率，以保护电源及后级电路。

2. 输出过欠压保护电路

• 作用：监测输出电压是否在正常范围内，当输出电压过高或过低时，通过调整PWM控制器的输出占空比或切断电源，以保持输出电压的稳定性和安全性。

3. 输出过流保护电路

• 作用：监测输出电流是否超过设定值，当输出电流过大时，通过降低PWM控制器的输出占空比或切断电源，以防止电路过载和损坏。

4. 输出短路保护电路

• 作用：监测输出端是否发生短路，当输出端短路时，迅速切断电源或降低输出功率，以防止电路损坏和火灾等安全事故。

5. 防雷电路

• 作用：在雷电等恶劣天气条件下，通过压敏电阻等元件将雷电产生的高压能量消耗掉，以保护电源及后级电路不受损害。

6. 缓冲电路

• 作用：与开关元件并接，用于吸收开关元件在开关过程中产生的尖峰电压和电流，减少电磁干扰（EMI）和二次击穿现象的发生。

三、工作原理

开关电源的工作原理可以概括为：将输入的交流电压经过整流滤波后得到直流电压，再通过高频开关元件和高频变压器进行电压变换，最后通过输出整流滤波电路得到稳定的直流电压输出。在整个过程中，PWM控制器电路根据输出电压和电流的反馈信号，调整高频开关元件的开关时间比例，以实现输出电压的稳定控制。

四、总结

开关电源各功能电路相互协作、共同工作，确保了电源的稳定性和安全性。随着电子技术的不断发展，开关电源的设计和应用也在不断创新和完善，以满足各种复杂多变的用电需求。