使用电脑ATX电源建立你自己的5V， 1A可调SMPS

开关电源(SMPS)是任何电子设计中不可缺少的一部分。它用于将市电高压交流电转换为低压直流电，首先将市电交流电转换为高压直流电，然后切换高压直流电以产生所需的电压。我们之前已经制作了一些SMPS电路，比如这个5V 2A SMPS电路和12V 1A TNY268 SMPS电路。我们甚至建立了我们自己的SMPS变压器，可以在我们的SMPS设计中与驱动IC一起使用。

你可能没有注意到，但大多数家用产品，如移动充电器、笔记本电脑充电器、Wi-Fi路由器，都需要一个开关模式电源来运行，而且大多数都是5V电源。因此，考虑到这一点，在本文中，我们将向您展示如何通过从旧的一次性PC ATX电源中回收零件来构建5V， 1A SMPS电路。

警告：与交流电源工作需要事先的技能和监督。不要在没有经验的情况下打开旧的SMPS或尝试构建新的SMPS。小心带电电容器和带电电线。您已被警告，请谨慎行事，并在需要时接受专家指导。

5V 1A电源的设计注意事项

在继续讨论之前，让我们先澄清一些基本的设计考虑和保护特性。

为什么要从计算机电源构建SMPS电路?

对我来说，它很便宜，廉价是一个非常昂贵的词，它实际上是免费的。你可能会问为什么?只要和你当地的电脑服务商店谈谈，他们就会免费给你——至少我是这样。另外，问问你的朋友，他们是否有这些坏掉的。

为电路构建/采购变压器是任何SMPS设计中最关键的部分，但这种方法通过挽救变压器完全避免了这一步，如果你像我一样是一个电子垃圾，它也有一个非常好的学习经验。我的ATX电源打捞后所需的部分如下所示。

使用这种设计，您可以添加一个电位器并稍微改变输出电压。这可能在某些情况下会派上用场，关于电路最有趣的事情是它是由非常通用的部件制成的，所以如果有什么东西爆炸了，找到和更换它们是非常容易的任务。

SMPS电路在不同条件下的功能不同，如果您正在构建该电路，了解实际的输入输出特性可以帮助您在发现任何问题时调试电路。

输入电压:

由于标准PC PSU的输入电压是220V，所以我们的抢救电路也是在这个电压下工作的。但是在我的电流表设置下，我也会尝试用85V的输入电压来操作电路。

输出电压:

该电路的输出电压为5V，额定电流为1A，这意味着该电路可以处理5W的功率。该电路在恒压模式下工作，因此无论负载电流如何，输出电压都应该保持大致相同。

输出纹波:

这个电路中的变压器是由专业制造商制造的，所以我们可以期待低纹波。由于它是在一个虚线板上建造的，我们可以期待比平时更多的涟漪。

保护功能:

一般来说，SMPS设计有许多保护电路，但我们的电路是由旧的PC PSU制成的，因此我们可以根据最终应用的要求增加或减少保护功能。

我将使用该电路为我的物联网项目供电。所以我决定用一个最小的保护功能，这是一个易熔电阻在输入，和一个过压保护电路在输出部分。

因此，总结一下，我们的电源的交流电源电压将是220V交流，输出电压将是5V直流，最大输出电流为1A。我们将尝试使输出纹波电压尽可能低，我们有一个输入易熔电阻输出过压保护电路。

5V 1A SMPS电路所需元件

5V 1A SMPS电路图

下图显示了我们将在本教程中构建的5V 1A SMPS电源的原理图。

我在面包板上建立了电路，完成后看起来像这样。

让我们通过将电路分解为许多功能块来理解电路，并让我们理解每个功能块。

易熔电阻：

首先，R1有两个用途。首先，它作为一个易熔电阻。其次，它作为一个限流电阻。

桥式整流器和滤波器：

接下来，我们有1N4007二极管，D2, D3, D4, D5，其中四个形成桥式整流器，以及一个10uF滤波电容器将交流转换为直流。

请注意，我已经删除了PI滤波器，因为我不打算使用这个电源，而不是给电池充电，如果你打算使用这种方式，EMI滤波器是必须的，你可以随时把它从同一个电源中拉出来。如果您不确定PI过滤器是什么或它是如何工作的，您可以查看链接的文章。您还可以查看我们之前讨论过的其他减少SMPS电路中EMI的设计。

启动电阻：

R3和R4形成启动电阻，当施加电源时，启动电阻负责为初级开关晶体管的基极供电，我将在文章后面讨论更多关于电阻的内容。

集电极限压钳：

为了限制主开关晶体管Q1的集电极电压，C3、R2和D6形成箝位电路，这是使用缓冲器网络来降低关断时的峰值电压和阻尼振铃的一个很好的例子。在大多数情况下，可以使用一种非常简单的设计技术来确定缓冲器组件(Rs和Cs)的合适值。在需要更优化的设计的情况下，使用稍微复杂一些的程序。

主、辅开关晶体管：

电路中晶体管Q1、C5353为主开关晶体管，T1为辅助开关晶体管。C4和R5构成产生主开关信号的主振荡器。

反馈与控制电路：

PC817光耦合器OK1与参考电压VR1和二极管4148形成反馈与控制电路，该部分中的其他电阻仅作为分压器，限流电阻和滤波电容。除此之外，我还根据要求添加了电位器R11来修剪电压。

变压器、输出整流器和滤波器：

变压器T1由铁磁材料制成，不仅可以将高压交流电转换为低压交流电，还可以提供电流隔离。变压器T1有4个绕组，引脚1、2、3为次级绕组，引脚4、5为辅助绕组，引脚6、7为初级绕组。

二极管D1和D9是电路的整流二极管。电容C8负责滤波12V，电容C6和C7与L2一起形成输出部分的PI滤波器。

过电压保护电路：

一个额外的过压保护电路可以添加，以保护您的应用设备受到损坏，这是一个非常简单的电路，包括一个保险丝和齐纳二极管，你可以看到上面，如果一个过压条件发生，齐纳二极管将爆炸，从而炸毁快速熔断器与它。

5V-1A SMPS电路工作

现在，那都清除了，让我们来了解电路是如何工作的，当电源被应用到电路中，市电交流被整流二极管和电容器整流和滤波。在那之后，两个启动电阻R3， R4限制电流到晶体管的基极，这就是为什么主晶体管稍微通电，现在有一点电流流过变压器的主绕组，也就是晶体管的引脚6和7。

这一小部分电流激励辅助绕组，辅助绕组开始通过220欧姆电阻R5向103pF电容器C4充电。再一次，辅助侧的电压用1N4148整流二极管连接到光耦合器的集电极，该电压从光耦合器的发射极出来，并用分压器进行分割。现在C5 222PF电容开始充电当这个电容充电到一定水平时，辅助晶体管T1接通，主晶体管关断，电容器C5放电

这个循环再次开始重复，这样就产生了一个开关信号。一旦开关过程开始，电压从二次变压器的二次端感应到，通过VR1的Tl431基准电压进行反馈电路，通过调整基准电压，可以设置辅助晶体管的通断时间，从而控制输出电压。

构建SMPS电路

对于这个演示，电路是在原理图的帮助下在一个虚线板上构造的;请注意，我是在我的工作台上测试电路进行演示，所以我没有包括许多保护功能，如过压保护和短路保护。如果你用它来给其他东西供电，建议打开那些保护和滤波电路。

上面的测试装置用于测试电路，使用电位器将电源的输出电压调整到5.1V，并且它是1A电源，因此它可以在峰值状态下拉1A电流。

正如你在上图中看到的，为了测试负载，我使用了一些电阻作为负载，在5V时从我们的SMPS电路消耗了大约1.157A。完整的测试视频可以在本文的底部找到。

5V-1A SMPS电路设计改进

有相当多的事情可以在这个电路中得到改善，比如一个EMI滤波器可以在输入端添加，以改善这个电路的EMI响应。然后可以增加输出过流和短路保护，以提高电路的整体性能。此外，输入过压和浪涌保护可以增加，以保护从输入浪涌。最后，如果电路在PCB板上构造，EMI响应可以大大改善。

本文编译自circuitdigest