开关电源电路的构成及原理详解

有线数字电视机顶盒的电源通常采用脉宽调制式开关稳压电源。这种电源具有功耗小、转换效率高、工作可靠、保护完善和稳压范围宽等特点。该电路主要由输入滤波电路、逆变器、脉宽调制（PWM）电路、保护电路和输出电路等部分组成，如图5-31所示。

图5-31 开关电源电路框图

1.输入滤波电路

输入滤波电路包括输入滤波器、整流器和平滑滤波电路。输入滤波器位于电源电路输入端，由滤波电容、电感组成π型滤波电路，用于滤去交流输入电压中的高频杂波成分，防止电网中的高频干扰窜入电源，同时抑制开关电源对电网的影响。整流器采用桥式整流二极管，用于将输入的交流电压整流成直流电压，供逆变器进行DC-DC变换。平滑滤波电路将整流出来的脉动直流电压变成平滑的直流电压，并抑制高频干扰。

2.逆变器

逆变器是一个由开关晶体管、变压器及电阻、电容等组成的自激反馈式振荡电路，其作用是将不稳定的直流电压变换成高频脉冲电压。在该电路中，当直流电压加到开关晶体管上时，开关晶体管在PWM控制器的控制下不断地导通和截止，在变压器初级绕组中产生出高频脉冲，经变压器耦合送到输出回路。

3.脉宽调制电路(www.xing528.com)

脉宽调制电路是一个利用误差电压控制输出脉冲宽度的反馈电路。该电路通过检测输出电压的变化产生一个误差电压，并将该误差电压反馈到逆变器去控制开关晶体管的导通时间，以改变输出脉冲的宽度，从而维持输出电压的稳定。脉宽调制电路通常由光耦合器和PWM控制器组成。光耦合器将输出电路中取出的误差电压反馈到PWM控制器，再由PWM控制器控制开关晶体管的导通与关断。当输出电压升高时，反馈到PWM控制器的电流增大，PWM控制器使开关晶体管的导通时间缩短，也就是使输出脉冲的宽度变窄，从而导致输出电压下降，维持了输出电压的稳定。

4.保护电路

开关稳压电源的保护电路由过电流保护电路、过电压保护电路、过热保护电路和浪涌吸收电路等组成。串联在开关晶体管发射极上的电阻组成过电流保护电路，用于防止开关电源启动时开关管出现过电流。并联在变压器初级绕组上的电阻、电容组成浪涌吸收电路，用于泄放积蓄在变压器漏感上的能量，保护开关管不被击穿。

5.输出电路

输出电路主要由高频整流器、平滑滤波电路和稳压电路组成。在输出电路中，高频整流器将逆变器输出的高频脉冲电压整流成直流电压，再经平滑滤波和稳压后，分别输出数字卫星接收机所需要的各路电压。

有线数字电视机顶盒的电源一般输出3.3V、5V、12V和30V等路电压。3.3V电压用来向解复用器、解码器、解调器等电路供电；5V电压主要用来向音频D/A转换器、调谐器等电路供电；12V电压用来向音频放大器供电；30V电压用来向调谐器中的AGC电路供电。