开关电源基础培训资料
开关电源基础知识学习资料PPT课件
开关电源最常用的三种拓朴电路1—BUCK Converter 工作原理 降压电路（Buck）其主要原件为：开关管SW、续流流二级管D、
电感L、电容C和负载电阻RL。
ON-Stage:当SW导通时，电流经S、L到负载，能量同时储存在电感中，输出平均 直流电压Vo；
2020/11/13
➢ 保护功能及附属功能： 1、OCP，OVP，OTP，欠压保护，限功率； 2、 绝缘电阻、绝缘电压、漏电流。
➢ 结构要求： 1、外形尺寸，2、外包装，3、安装条件，4、冷却方式，5、接口方式，6、 重量，7、名牌。
➢ 安规标准及EMC标准： 1、认证标志，3C，UL，GS，PSE，2、EMI测试标准。
分类方法多种多样。分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实 现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到 用户的认可。但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中， 遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。又可分为离线式非离线式，反激式、 正激式、半桥式全桥式， Adaptor/内置式开关电源open open frame等。
开关电源中应用的电力电子器件主要为快速恢复二极管、肖特基二极管和 MOSFET，SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用。 开关电源的三大特征
1、开关：电力电子器件工作在开关接近工频的低频；
3、直流：开关电源输出的是直流而不是交流。 开关电源的种类
开关电源： 优点：体积小重量轻(线性电源的20~30%)；效率高70~95%,易满足 各国的能效要求；输入输出电压范围宽，模块化。 缺点：电路复杂、开发、制程难度较大，由于工作在高频 （50K~300K），干扰大、EMC难解决。
总而言之，开关电源正逐渐取代线性电源，应用领域越来越广泛。
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03
开关电源电路分析和常见故障排 查
开关电源电路分析
电路组成
开关电源电路通常由输入滤波电路、整流电路、功率因数校正电路、逆变电路、输出整流 滤波电路等部分组成。对于不同的应用需求和设计目标，电路的组成可能会有所变化。
工作原理
开关电源通过高频开关管的开关动作，将直流电压变换为高频脉冲电压，再经过变压器、 整流滤波等元件实现电压的变换和输出。其工作效率高、体积小、重量轻等特点使其在电 子设备中得到广泛应用。
控制策略
开关电源的控制策略常见的有PWM（脉冲宽度调制）和PFM（脉冲频率调制）等。控制 策略的选择会影响到电源的效率、稳定性、响应速度等性能。
常见故障排查
无输出或输出电压低：可能 的原因包括输入电压过低、 开关管故障、变压器故障、 整流滤波电路故障等。排查 方法包括检查输入电压、测 量开关管驱动波形、检查变 压器及整流滤波元件等。
• 家用电器
开关电源也广泛应用于各种家用 电器中，如电视机、音响等。
02
开关电源主要技术和设计要点
开关电源主要技术
脉宽调制技术
脉宽调制技术是开关电源中最常 用的技术，通过调节开关管的导 通时间来控制输出电压。具有响
应速度快、输出稳定等特点。
谐振变换技术
谐振变换技术利用谐振元件的特 性进行能量转换，具有高效率和 高功率密度的优势。在开关电源 中常用于高压、大功率应用场合
防水防潮
保持开关电源工作环境干 燥，避免长时间暴露在潮 湿环境中。潮湿可能导致 电气短路、绝缘性能下降 等问题。
THANKS
感谢观看
能和寿命。
维护方法
清洁散热系统
定期清理开关电源散热系 统中的灰尘和杂物，保持 散热良好。可以使用吸尘 器、压缩空气或软刷等工 具进行清洁。
开关电源培训讲义
开关电源培训讲义漆逢吉第一章不间断直流电源供电系统概述DC图1—1 不间断直流电源供电系统框图（一）系统框图开关电源设备中包含交流配电部分、整流器、直流配电部分和控制器，它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统，如图1—1所示。
交流配电：防雷，并对交流电源进行分配、控制、检测和保护等，主电路原理图参看设备使用说明书。
输入交流应采用三相五线制。
在这种制式中，工作地线（零线）与保护地线必须严格分开。
交流导线的截面积，一般按发热条件来选择。
铜芯绝缘导线的线芯截面积，可按4A/mm2来选取。
绝缘导线的线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。
机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。
保护接地的接地线应采用多股铜芯绝缘导线。
其线芯截面积的选取原则是：相线截面积S≤35mm2时，采用16mm2；相线截面积S>35mm2时，选用≥S/2。
整流器：把交流电变成所需直流电。
现在一般都采用高频开关整流器。
高频开关整流器采用无工频变压器整流、功率因数校正电路和脉宽调制高频开关电源技术，具有小型、轻量、高效率、高功率因数、高可靠性以及智能化程度高、可以远程监控、无人值守或少人值守等优点，因此得到了广泛应用。
通信用高频开关整流器为模块化结构。
在一个高频开关电源系统中，通常是若干高频开关整流器模块并联输出，输出电压自动稳定，各整流模块的输出电流通过均流电路实现自动均衡。
直流配电：连接整流器的输出端、蓄电池组和负载，构成浮充供电的不间断直流电源系统。
它对输出直流进行分配、控制、检测和保护等。
其主电路原理图如后面的图2—1所示。
直流馈电线的截面积，按允许电压降来选择。
根据欧姆定律，可按下式计算ILS≥（1—1）ΔUν式中S—导体截面积（mm2）；I—流过导线的电流（A）；L—导线长度（m）；ΔU—导线上的允许压降（V）；ν—导体的电导率（m/Ω·mm2）,铜为57,铝为34，是电阻率的倒数。
开关电源培训资料
开关电源培训资料开关电源培训资料【第一篇】开关电源是一种常见的电源供应器件，被广泛用于各种电子装置中。
它具有高效率、小体积和轻量化的特点，因此在现代电子设备中得到了广泛的应用。
本篇文章将介绍开关电源的基本工作原理和一些常用的开关电源类型。
1. 基本工作原理开关电源的基本工作原理是利用开关管实现电源输入电压的高效率转换。
通常，开关电源有以下几个基本组成部分：(1) 输入滤波电路：用来对输入电压进行滤波，防止高频噪声对电源的影响。
(2) 整流电路：将交流电源输入转换为直流电压。
(3) 稳压调整电路：对直流电压进行稳压调整，以确保输出电压的稳定性。
(4) 开关转换电路：通过开关和控制电路实现输入电压的高效率转换。
(5) 输出滤波电路：对开关电源输出电压进行滤波处理，提供干净稳定的输出电压。
2. 常用的开关电源类型根据不同的应用需求和输出功率的大小，开关电源可分为多种类型。
以下是一些常见的开关电源类型：(1) 开环开关电源：这种类型的开关电源不具备反馈控制回路，输出电压不稳定且容易受到输入电压变化的影响。
它适用于一些对电源质量要求较低的应用场景。
(2) 闭环开关电源：闭环开关电源通过反馈控制回路对输出电压进行稳定控制，能够有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响。
它适用于对电源质量要求较高的应用场景。
(3) 开关电源的调整方式：开关电源的输出电压可以通过直接改变变压器的变比或通过在控制回路中加入调整电路来实现。
前者适用于输出电压变化范围较大的场景，后者适用于输出电压变化范围较小的场景。
(4) 开关电源的拓扑结构：开关电源的拓扑结构有很多种，如反激式、降压式、升压式、反激降压式等。
不同的拓扑结构适用于不同的输出功率和电源输入条件。
以上只是对开关电源的基本工作原理和一些常用类型的简要介绍，如果想深入了解开关电源的设计和应用，还需进一步学习相关领域的知识。
下一篇将继续介绍开关电源的设计方法和一些要注意的问题。
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开关电源在新能源领域的应用实例
太阳能发电系统
太阳能发电系统中，开关电源用于控制太阳能电池板的充电和放 电过程，提高系统效率和稳定性。
风能发电系统
风能发电系统中，开关电源用于控制风力发电机的并网和电力输出 ，保证电力系统的稳定运行。
电动汽车
电动汽车中，开关电源用于直流/直流转换，将电池输出的高压直 流电转换为低压直流电，为车辆电器和电机提供电力。
实现高效的功率转换。
热设计
进行适当的热设计，以确保功率 转换器在运行时的散热需求得到
满足。
输出滤波器的设计
滤波器类型
选择适当的输出滤波器类型，如LC滤波器、π型滤 波器等，以减小输出电压和电流的噪声。
元器件选择
选择适当的电子元器件，如电容、电感和电阻等 ，以实现输出滤波器的功能。
性能测试
进行性能测试，以验证输出滤波器的效果是否满 足要求。
3. 实施定期维护和检查
对开关电源进行定期维护和检查，及时发现并解决潜在问 题。
1. 选择高质量的元器件
采用高品质的元器件，降低故障率。
4. 采用备份和冗余设计
在关键系统中使用备份和冗余电源设计，以确保系统的正 常运行。
06
CATALOGUE
开关电源应用实例
开关电源在电子产品中的应用实例
1 2 3
02
用于控制开关管的导通时间，从而控制输出功率。
保护电路
03
用于检测开关电源的状态，如过压、欠压、过流和过温等异常
情况，并采取相应的保护措施。
03
CATALOGUE
开关电源设计与优化
开关电源的参数设计
01
02
03
04
输入电压范围
开关电源培训资料
开关电源利用电力电子器件进行电能转换，通过控制开关管的工作状态，实现电能的转换和调节。在开关电源中 ，输入的电能首先经过整流和滤波，转换为直流电，然后通过开关管的控制，将直流电进行高频开关，再经过变 压器和整流滤波，最终输出稳定的直流电。
开关电源的分类与特点
总结词
开关电源可以根据不同的分类标准进行分类，如按输 入输出类型、按电路结构、按控制方式等。不同类型 的开关电源具有不同的特点和应用场景。
替换法
通过替换可疑元件来判断故障 。
分割法
通过将电源分割成两部分或多 部分，逐一检查来判断故障。
明确电源的输入输出参数、负载 类型和可靠性要求。
方案选择
根据需求选择合适的电路拓扑和 控制方式。
元器件选择
选择合适的电子元器件，如开关 管、电容、电感等。
调试与测试
对电源进行功能和性能测试，调 整参数以满足要求。
PCB设计
将原理图转化为PCB图，进行布 局和布线。
原理图设计
根据方案设计电路原理图。
开关电源的优化技巧
02
开关电源设计与优化
开关电源的基本电路
01
02
03
04
整流电路
将交流电转换为直流电，常用 二极管或可控硅实现。
滤波电路
平滑输出电压，常用电容和电 感组成。
开关管
控制电源的通断，常用晶体管 或MOSFET实现。
控制电路
调节输出电压和电流，常用 PWM或PFM控制方式。
开关电源的设计流程
需求分析
电源输出纹波过大
原因可能包括滤波电容失效、电感器开路等 。
电源输出电压过高或过低
原因可能包括取样电阻损坏、误差放大器损 坏等。
开关电源培训
三、开关电源系统容量配置
1．整流模块备用方式
整流模块备份一般采用N+1备份，并考虑到蓄 电池充电电流容量。
2．充电系数ɑ
基于电网停电频率和平均停电持续时间来确 定。如果停电频率较高（3~4次/月）且持续 时间长（接近或大于电池放电小时数），电 池的充电系数可以选择的大一些，如 0.15~0.2左右，但不能超过部标的极限值 0.25。电网较好的局站，充电系数一般选择 0.1~0.15之间。
4.监控系统紧急故障应急处理
1）监控单元管理功能混乱：监控单元管理功 能主要包括显示查询、电池均充/浮充转换、 限流控制等，功能混乱紧急故障可能导致电 池损坏、数据显示异常等。处理办法：复位 监控单元。
2）软件控制功能丧失：监控单元软件、硬件 发生故障时，可能会造成关机、电池下电、 电池保护等误控，最后导致直流供电中断， 处理措施：复位监控单元；如果复位不能解 决问题，可以关闭监控单元，系统进入手动 控制。
返修 2．电压电流显示不准 可能原因：满量程设置有误、线路接错、温度传感器故障、背
板电路故障、监控器故障
处理方法：根据分流器设置满量程、校正线路、更换温度传感 器、检修背板电路、更换监控器并返修厂家
3．电流满量程显示
可能原因：信号线接线有误、分流器故障、背板故障
处理方法：校正信号线接线、更换合适的分流器、更 换背板
3.开关电源系统日常巡检时，应注意检查开 关电源各项参数设置是否正确、合理；检查 系统是否受控，交流供电恢复之后，能否对 蓄电池进行限流充电；检测整流模块温度， 判断风扇是否正常工作。
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1 2
遵守相关安全规定
在使用开关电源时，应遵守相关安全规定，如 设备操作指南、安全守则等。
确保电源已关闭
在开始工作前，必须确保开关电源已经关闭， 以避免电击危险。
3
佩戴防静电手环
在操作开关电源时，应佩戴防静电手环，以避 免静电放电影响。
开关电源的维护保养
定期检查
01
应定期检查开关电源的外观及散热风扇是否正常工作，如有异
分类
根据不同的转换类型，开关电源可分为正激式、反激式、推 挽式、半桥式和全桥式等。
开关电源的基本原理
工作原理
开关电源通过将市电转换为高频脉冲，再通过变压器和整流电路将脉冲转换 为直流电输出。
优点
效率高、体积小、重量轻、输出电压可调等。
开关电源的主要组成部件
输入电路
包括滤波器、保险丝、输入整流器等，用 于接收市电并将其转换为直流电。
输出特性
包括输出电压精度、负载效应、纹波电压 等。
过载能力
测试电源在过载情况下的稳定性和温升。
效率与散热性能
通过实测功率和温升评估电源效率与散热 性能。
故障排除的基本步骤
功能测试
初步检查电源的输入、输出、 保护等功能是否正常。
电路板维修
检查电路板上的电子元件是否 有烧坏、断裂、脱焊等现象， 逐一修复。
外观检查
观察电源外壳、散热器、电路 板等是否有明显损坏或异常现 象。
电源故障码读取
如有故障码显示，先读取并记 录故障码，以便后续分析。
其他维修
检查电源的其他部件，如变压 器、滤波器、整流器等，进行 相应维修。
常见故障分析与处理
无输出电压
可能原因是电源未接入市电、保险 丝熔断、电源变压器损坏等，可逐 一排查解决。
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开关电源培训资料开关电源是一种常见的电力转换设备，广泛应用于工业、通信、家电等领域。
本文将介绍开关电源的原理、分类、工作特点及常见故障处理等内容，为读者提供相关培训资料。
一、开关电源的原理开关电源是利用开关器件（如晶体管、MOSFET等）以开关的方式进行电能的变换，实现从交流电或直流电到稳定的、规定电压或电流的直流电的转换。
其基本原理是通过调节开关电源的电流开关周期，控制输入电流的导通或截止，从而实现电能的转换。
二、开关电源的分类根据输入电源的不同，开关电源可分为交流输入型和直流输入型两种。
1. 交流输入型开关电源交流输入型开关电源主要采用变压器对输入的交流电进行降压或升压，然后经过整流电路、滤波电路进行整流和滤波，得到直流电。
接下来，通过开关器件（如MOSFET）控制输出电流，经过变压器和滤波电路，最终得到稳定的直流电。
2. 直流输入型开关电源直流输入型开关电源是将直流电输入经过滤波电路后，再经过开关电源控制器进行开关控制，最后得到稳定的直流输出电压。
直流输入型开关电源结构简单，功率密度高，广泛应用于电子设备中。
三、开关电源的工作特点1. 高效性：开关电源采用开关控制方式，具有高效转换能力，相比传统的线性电源效率更高。
2. 稳定性：开关电源通过负反馈控制，能够实现稳定输出，抵御输入电压和负载的波动。
3. 调节性：开关电源具有调节输出电压或电流的能力，可以根据实际需求进行调节。
4. 尺寸小：开关电源体积小，占用空间少，适用于一些小型电子设备中的应用。
四、开关电源的常见故障处理1. 过载保护：当开关电源的输出电流超过额定值时，应及时采取措施降低负载，防止损坏。
2. 短路保护：当开关电源输出端出现短路情况时，应立即切断电源以避免故障扩大。
3. 过温保护：开关电源在工作过程中会产生一定的热量，当温度超过安全范围时，应停止使用并等待冷却。
4. 过电压保护：当开关电源的输出电压超过额定值时，应采取措施降低电压或更换合适的设备。
开关电源基本知识培训讲议共55页PPT资料
2.DC 输入滤波电路(PFC)原理：
① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波 网络主要是对输入大功率开关电源的电磁噪声及杂 波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止大 功率开关电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、 C4 为安规电容，L2、L3为差模电感。
2. 大功率开关电源反激式整流电路： T1为开关变压器，其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管，R1、 C1为削尖峰电路。L1为续流电 感，R2为假负载，C4、L2、C5组成π型 滤波器。
3、大功率开关电 源同步整流电路： 工作原理：当变压器次级上端为正时，电流经 C2、R5、R6、R7使
Q2导通，电路构成回路，Q2 为整流管。Q1栅极由于处于反偏而截止。 当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使 Q1导通，Q1为续流 管。Q2栅极由于处于反偏而截止。L2为续流电感，C6、L1、C7组成π 型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。
第二部分 例 4-16V,40A输出大功率开关电源电路设 计
摘要：介绍一种采用半桥电路的开 关 电源，其输入电压为交流220V±20％， 输出电压为直流4～16V，最大电流40A， 工作频率50kHz。重点介绍了该电源的设
3、基本工作原理及原理框图 该电源的原理框图如图所示。此开关电源已成功地作为实验室电源、通信基 站电源使用。其效率≥85％，纹波优于30mVP-P，产品可靠性高、成本低，具 有一定的市场 竞争力。 220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥 变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS 管，通过功率 变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到 稳定的直流输出电压。
开关电源基础知识学习资料
T = tON + tOFF
volatge, vL(t)
Buck的两个基本的公式
在电感电流连续模式CCM下： Vo=（Ton/T）×Vin=D × Vin
L=（(Vபைடு நூலகம்n-Vout)*Vout） /(ΔI*f*Vin)，这里的ΔI一般 取输出电流的10~30%。
2024/8/31
tON
VIN - VO
➢ 保护功能及附属功能： 1、OCP，OVP，OTP，欠压保护，限功率； 2、 绝缘电阻、绝缘电压、漏电流。
➢ 结构要求： 1、外形尺寸，2、外包装，3、安装条件，4、冷却方式，5、接口方式，6、 重量，7、名牌。
➢ 安规标准及EMC标准： 1、认证标志，3C，UL，GS，PSE，2、EMI测试标准。
工作原理： 通市电，经起动电阻R32 R33 R34给电容C8充电到15V-UVLO(OFF)。IC 开始工作， 输出PWM 脉冲，驱动MOSFET Q2导通，由于输出整流二极管D5、D6反偏截止，能 量存储在变压器T2原边电感。当变压器原边电流上升到输出反馈的设定值，无输出脉 冲，MOSFET Q2关断，D5、D6导通，进入反激阶段，能量从变压器原边传递到变压 器次级，经整流滤波给客户负载供电。如此周而复始，直至关机或保护。
开关电源基本概念3--主要技术指标
➢ 输入要求； 1、输入电压范围，2、输入电压频率，3、额定输入电流，4、输入电压跌落 及瞬间停电，5、浪涌冲击电流，6、静态功耗效率，能效标准，7、输入单 相或三相制，单相分两线制或三线制（classⅠ，classⅡ)，8、保险管。
➢ 输出要求： 1、额定输出电压，2、额定输出电流，3、稳压精度：电压调整率，负载调整 率，纹波及噪声；4、瞬态特性：启动时间，保持时间，输出电压的上升时间、 下降时间、过冲、欠冲。
开关电源培训
开关电源在新能源领域的应用
开关电源在太阳能发电系统中的应用
太阳能发电系统中的光伏逆变器需要稳定的直流电源，开关电源可以提供稳定的输出电压和电流，保 证光伏逆变器的正常工作。
开关电源在风力发电系统中的应用
风力发电系统中的发电机需要稳定的直流电源，开关电源可以提供稳定的输出电压和电流，保证发电 机的正常工作和提高能源利用率。
大功率开关电源在电力系统的应用
大功率开关电源的工作原理
大功率开关电源是一种高效率、高性能的电源供应器，其工作原理是通过快速开 关晶体管等元件，实现高频率的交流电转换，提高电源的转换效率。
大功率开关电源在电力系统中的应用
大功率开关电源广泛应用于电力系统中，如电力变压器的控制电源、高压直流输 电系统的直流电源等。其高效率和可靠性可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
输出电路将变压器输出的 交流电转换为直流电，经 过滤波和稳压后，输出稳 定的直流电压。
开关电源的波形分析
输入波形
分析输入电压和电流的 波形，了解输入电路的
工作状态。
开关管波形
分析开关管电压和电流 的Βιβλιοθήκη 形，了解开关管的工作状态。
变压器波形
分析变压器原边和副边 的电压和电流波形，了 解变压器的传输状态。
05
开关电源的常见问题与解决方案
开关电源的常见故障与排除方法
故障一
电源无输出。
排除方法
检查电源输入是否正常，保险丝是否熔断，开 关电源的开关是否正常。
故障二
电源噪声增大。
排除方法
检查电源的滤波电容是否失效或容量减小，电源的 开关管是否性能不良。
电源温升过高。
故障三
排除方法
检查电源的散热器是否正常，散热条件是否良好，散热 器与元件之间接触是否良好。
开关电源设计入门培训资料
Mosfet的常用类型
D D
N channel G
P channel G
Q2
Q1
S
S
N Mosfet
P Mosfet
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管的基本特点 > 开关速度快， ~100ns > 开关频率高，50Khz~400Khz > 输出功率大
功率场效应管 (Mosfet)
1）正常的工作电流 2）应用电压（AC 或DC） 3）环境温度 4）允许的最大过载但保险丝能工作 5）最大的失效电流 6）脉冲，浪涌冲击电流，启动电流。 7）要求的尺寸（长，直径） 8）要求的安规认证 9）保险丝固定座是否需要 10）提前应用测试和验证
保险丝(Fuse)
保险丝选择及应用降额
最大的允许电压： 100% 额定电流： 75% 浪涌电流（I2t)：38%
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管的输出特性 （Id~Vds）
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管的输入阻抗及栅极电流
Ciss: C1+C2 Coss: C2+C3 Crss: C2
功率场效应管工作原理 Mosfet是三端电压控制型器件，而三极管 是电流控制型器件，当栅极有驱动电压 时Mosfet管完全导通，驱动电压需要满 足尽可能减小导通压降的要求。 当栅极 无驱动电压时Mosfet应关断。
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管工作原理 Mosfet管的三端引脚分别是漏极，栅极和 源极，N沟道型Mosfet管适用于正电源供 电，P沟道型Mosfet管适用于负电源供电， 目前大部分开关电源功率管用N沟道增强 型，而N沟道耗尽型主要应用于小信号控 制。
开关电源基础培训资料
关键元器件的功能介绍
1.三极管 13003
三极管13003在我们充电器来说，叫开关管，也叫功率管，因为在开关电源中，它扮演了重要的角色，它在充电器的整个使用过程中处于导通与截止，就类似于开关一样，在不断的进行开跟关，为什么叫开关电源呢，顾名思义也就是这个原因。
衡量三极管13003的有这样几个重要的指标：集电极电流 Ic， 集电极跟发射极的耐压值Vce，放大倍数 Hfe。
2.变压器
变压器在充电器中是最关键与最重要的元件，就类似于人的心脏，设计出一个好的变压器然后生产出一个好品质的变压器，可以使我们的充电器更上一个档次。
衡量变压器有这样几个重要的指标：感量，耐压值，相位，漏感
3.IC
IC 在充电器中一般提供一个脉冲调宽信号，就是决定开关管的一个导通时间是多少，截止时间是多少，目前很多小功率的IC都把开关管集成在IC内部，一个好的IC是充电器稳定的前提。
4.Y1电容
Y1电容也叫安规电容，安规电容可以说是在电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全. 对于Y1电容来说，额定电压250Vac，但是峰值电压能耐到8KVdc。
在充电器Y1在EMC中起到至关重要的作用， 衡量Y1电容有这样两个重要的指标：容量，耐压
5.光耦
光耦也叫光电耦合器，在充电器扮演的是反馈信号的作用，何为反馈呢，就是检测输出电压是否异常，然后将输出的异常信号传递给开关管进行处理，从而调整输出，
衡量光耦有这样几个重要的指标：耐压，放大倍数
6.保险丝
保险丝顾名思义就是起到保护的作用，在安规认证中会测试不同的项目，该要求保险丝要断是一定要断，不能镕断的，就一定不能断，而且镕断时，不能发出爆炸的响声。
衡量保险丝有这样几个重要的指标：电压，电流。
开关电源培训
开关电源培训开关电源培训开关电源是一种由电子元件构成的电源，用于把交流电输入转换为直流电输出，以提供稳定的电力。
它的优点在于效率高、体积小、重量轻、输出稳定等，因此被广泛使用于大量电子设备中，如计算机、移动设备、电视、音响和 LED 照明等。
本次培训将介绍开关电源的工作原理、应用、设计和维修等方面，以帮助学员深入了解及运用该技术。
一、工作原理开关电源是利用稳压和开关原理构成的非线性电源，通过电磁场的开、关、扫描等周期性操作方式实现对信号的稳定处理。
其基本构成包括输入滤波、整流、变压、稳压、输出等板块，其中输入滤波主要作用是滤波，防止干扰、带宽降幅、消耗功率和必要补偿;整流的主要作用是将变化较大的交流电转化为直流电，以便后续的处理；变压则主要用于降低焦耳热、扼流圈的并联和串联等线圈。
其次在开关电源工作中，时序控制是非常关键的。
开关电源的电路中，要在合适的时间段内开启或关闭开关，以保证变压器中绕制的电磁场能够有效地进行转化，从而保证开关电源输出电压的稳定。
二、应用开关电源能够被广泛应用在各种不同的电子设备中，包括计算机、通讯设备等，它能够为这些设备提供能源供给。
相比于传统的线性电源，开关电源的处理效率更高、低压电路质量更厉害、高功率密度更大等方面具备了优秀的特性。
同时，随着信息技术和通讯技术的发展，开关电源也逐渐成为了新一代电源的主要形式，成为人们日常生活中的必备物品。
三、设计要点在开关电源的设计过程中，需要对各个板块以及其间的联系进行考量、设置、考场，以实现开关电源的稳定输出。
首先，输入端需要添加适当的滤波器，以降低噪声，同时通过调整滤波器和电容的相位偏移来达到过渡放大器稳定阶段响应的设计要求。
其次，变压器的设计需要根据绕线、压电和漏磁等因素进行选材，以防止变压器中发生温度和失调现象，同时确保开关电源的输出稳定。
最后，备份输入电源切换指示灯和如果根据保护电路的逻辑开关操作，保障电源的安全可靠。
四、维护方法对于已经使用了一段时间的开关电源，定期进行维护和保养，以提高其使用寿命和可靠性。
《开关电源培训资料》课件
通过适当的控制策略，实现开关管的零电 压或零电流开通和关断，减小开关损耗。
提高电源的功率因数，减小无功功率，从 而提高电源效率。
开关电源的可靠性设计
冗余设计
通过并联或备份设计，提高电源的可靠性，确保 电源在故障情况下仍能提供稳定的输出。
防雷击和过电压保护
在电源输入端加入防雷击和过电压保护电路，减 小雷击和过电压对电源的损坏。
按控制方式
可分为脉宽调制（PWM）和 脉频调制（PFM）开关电源
。
按电路结构
可分为串联型、并联型和升压 型开关电源。
开关电源的选型原则
匹配性
所选开关电源应与负载设备相 匹配，避免出现过载或欠载情
况。
效率与节能
优先选择效率高、节能效果好 的开关电源，以降低能源消耗 和运营成本。
可靠性
选择具有高可靠性、长寿命和 低故障率的开关电源，以确保 设备稳定运行。
PART 06
开关电源的发展趋势与展 望
开关电源的技术发展趋势
高效能
模块化
随着电力电子技术的进步，开关电源 的效率不断提升，有助于减少能源浪 费和降低散热需求。
为了便于生产和维护，开关电源的模 块化设计越来越受到重视，可以降低 成本和提高生产效率。
智能化
随着物联网和人工智能的发展，开关 电源的智能化水平不断提高，可以实 现远程监控、故障诊断和自动调整等 功能。
03
02
纹波测试
测量开关电源的输出纹波，评估其 性能。
电磁兼容性测试
确保开关电源符合相关国家和地区 的电磁兼容性标准。
04
开关电源的故障诊断与排除
无输出故障
检查输入电压、开关管、变压器等关键元件 ，找出故障原因。
开关电源培训资料
测量条件
a、输入电压一般为额定值（具体依产品规格要求）。
b、各路输出一般带上满载。
c、测量端并联一个0.1μF的无极性电容和一个10μF的电解电容，如产品规格无 要求则在测量端并联一个0.1μF的无极性电容。
测试方框图
供电 电源
被测 电源
V
纯电阻负 载
C
示波器、杂音计、 选频表
20
2.8 输出纹波即杂音
输入滤波大电解 输入整流桥
6
1.3 15W电简介
PWM控制IC
7
1.3 15W电源简介
15W 原理图
8
1.3 15W电源简介
PWM LD7522 芯片资料
9
1.3 15W电源简介
EMI电路: 电源工作时，电源的功率开关管、变压器处于高频的开关状态，电压、电流的快速跳变会
产生很干扰噪音，而EMI电路主要是阻止这些干扰噪声串入电网影响其它的电子设备，也能防 止一部分电网的干扰噪音进入电源造成干扰。 防浪涌电路：
测试方法 a、如图布置好测试电路 b、将数字示波器设置到正常捕获状态。SLOPE为。 c、然后即可开启电源，开启瞬间，示波器即会捕捉到一过冲信
号，分别在以上各种条件下开启几次电源，取其中最大者，此 即为开机过冲幅度。 d、当电源在工作时 ，关闭电源，示波器即会捕捉到输出电压下 降信号，测量电压在下降之前的过冲值，在各种条件下多关闭 几次电源，取其中最大者，即为关机过冲幅度。 e、将示波器设为自动状态，把电子负载设为动态模式（在25%与 50%额定电流之间阶跃或在50%与75%额定电流之间阶跃），开 启电源及电子负载，测量其瞬态过冲幅度及瞬态恢复时间（可 调节电子负载的开关周期时间以获得易于测量的波形；过冲幅 度的测量需剔除毛刺部分）。
开关电源基础知识培训
辅助电路与元件
辅助电路
辅助电路负责对开关电源进行辅助控 制和管理，包括指示灯、散热器等。 辅助电路通常采用LED灯、散热片等 元件，实现辅助功能。
元件
元件是构成开关电源的基本单元，包 括电阻、电容、电感等。这些元件在 开关电源中发挥着不同的作用，共同 协作实现电源的正常工作。
04
开关电源的性能指标与测试
详细描述
拓扑结构是指开关电源的电路组成形式，常见的有降压 、升压、反激、正激等类型。应根据应用需求，如电压 、电流、功率等级以及负载特性等因素，选择合适的拓 扑结构。同时，还需要对所选拓扑进行优化，通过参数 调整和改进，进一步提高电源性能和降低成本。
开关电源的控制策略与优化
总结词
控制策略是开关电源的核心技术之一，对电源性能起 着至关重要的作用。
开关电源的设计流程通常包括需求分析、方案设计、原理 图设计、PCB设计、样机制作和测试等阶段。设计时应遵 循高效、可靠、安全和环保等原则，确保电源在性能、寿 命、安全和环境适应性等方面达到预期要求。
开关电源的拓扑结构选择与优化
总结词
选择合适的拓扑结构是开关电源设计的核心，直接影响 到电源的性能和成本。
详细描述
控制策略包括电压控制、电流控制、功率控制等，应 根据具体应用需求选择合适的控制方式。同时，还需 要对控制策略进行优化，如PID调节、模糊控制等， 以提高电源的动态响应速度、稳定性和鲁棒性。此外 ，智能控制策略的应用也是当前研究的热点，通过引 入人工智能和机器学习等技术，实现对开关电源的智 能控制和自适应调节。
电磁兼容性与安规要求
电磁兼容性（EMC）
评估电源在电磁环境中对电磁干扰的 抑制能力，确保电源正常工作且不对 其他设备产生干扰。
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BOOST电路特点
输出电压比输入电压高 输入输出无隔离 输入电流脉动小 直接驱动 启动需要另加电路
BUCK/BOOST converter
v I D o + S D i L i D i i n+ R L v L C L V F o F V i n +
T o n
i n i V i n
T o f f
O F F D -
O I
Q
O N Q
O F F Q
S i = 0 M L I N V M i = 0 n P i = 0
C F
R L V O
Q i
O F F Q Q V
D C M
S i
D C M
i O
O S S i f C o f Q i s n o t z e r o
i n O V + n V
Q v
Pcond ICQon VCE ,sat ICQoff VCEQoff P
Psw
Q cond
of linearregulator
1 1 ICQonVCEOoff Tonfs ICQonVCEoff Toff fs 6 6
1 ICQonVCEQoff (Ton Toff )fs 6
VIN n D CF vO
M=
vO Vin
=
1
D
n 1-D
S Q i i
O i
Q
O N Q
O F F Q
n D
F C S V P V i n V
Q i O v
Q Q v
i S
i O
i n O V + n V Q v
T S
• 能量在开关关断时传输到副边 • 变压器必须储存能量（开关开通时），必须开气隙 • 无变压器复位问题
Q P diss Vin I o Vo I o P in P o
Example 1
Vin 12V
Vo 5V
V Vin Vo 7V
5 100% 41.7% 12
Example 2
Vin 12V
Vo 10V
V Vin Vo 2V
增加输入滤波器
V c c
+
C V
1 : 1
V o u t 0
C P W M B d r i v e rV o u t
+ V G S
G S a v e r a g e V m u s t b e z e r o ( s a m e a r e a s )
-
V G S 0
D 1
D < 5 0 % m a x
V O M = V i n 1 V O M = m a x m i n V i n M = D V O M m i n = m a x V i n
0
D D m i n D m a x
连续模式
0
i i n i
S
I o
I N L + F L S
V F C I N i n C D V o
I N P U T F I L T E R B U C K C O N V E R T E R
开关电源基础培训资料
供电电源
显示、键盘
单片机
外围芯片 存储 AD 语音。。。
其余需要 供电的电路
其他
一、线性电源和开关电源
VDC1
AC In
？？？？？
VDC2
实现方法：1、线性电源 2、开关电源
1、线性电源
I i n I C I E Q
I O R I I I R 1R R 1 B R Z I R Z Q R 1 C V L F V i n O V B E 1 R 2 D Z V Z -
开关电源！！
二、典型开关电源主电路拓扑
1、非隔离：BUCK，BOOST，BUCK/BOOST 2、隔离：flyback，forward，bridge type。。。
BUCK converter
v v L S - + + S L F i i L i n V i n v D V R C D L F o i D
i n p u t s w i t c h i n g n e t w o r k a v e r a g i n go u t p u t n e t w o r k
I o
T o n
T o f f
+ + i i i I I L i n L o o V V V i n V Байду номын сангаас i n o i D
-
-
10 100% 83.3% 12
5 0 6 0 H z m a i n s
S E R I E S C V R C F i n L O R E G
Requires bulky 50-60 Hz transformer large size excessive weight
优点 输出电压噪声小 动态响应快
I C I C Q o n
s w i t c h i n g t r a n s i t i o n s
Q Q f f o n o V C E V C E Q o f f Q s a t o f f V C E V C E t T T o n o f f t
s a t V C E
Pdiss PQon PQoff Pon Poff Pcond Psw
P i = 0
O I
Q
S i = 0 P V S M V L R L C F O V I N V M i n
Q i
O I
O N Q O F F Q
M i S M i = n i M L
L S R V O V C F
I N V
Q i M I N d i V M i = t M d L Q O N Q V O N Q -
采用单片开关集成电路设计开关电源，可 简化电路、进一步缩小体积、降低成本。
电压检测管脚(L)：输入电压的欠压和过压检测 端
六、设计软件介绍
(具体软件演示：PIexpert)
七、作业：利用PIexpert设计一个开关 电源，并用protel画出原理图。 要求： 输入：85～265AC 输出：5V/1A 芯片：TINYSwitch-Ⅱ 电路：Flyback
缺点 低效率 无隔离
结构简单
适用于小功率
- 超重
- 超大
I C
I C I C Q t
I C Q
Q
V C E V C E Q t
V C E Q
V C E
Q Q Pdiss Pcond VCEQ ICQ
线性电源中Q的工作状态
I C Q o n
t u r n o f f t r a n s i t i o n t u r n o n t r a n s i t i o n
i S
n Q M O i d i n V Q O F F = t M d L O F F Q i O Q V
i n O V + n V Q v
T S
1、开关Q开通 2、开关电流（原边电流）线性上升 3、输出二极管截止 4、开关两端电压为零
O
O Q I M i S M i = n i M L
L S R V O V C F Q i
i n V
T S
第三个状态
反激电路特点
从Buck/boost电路变换过来 能量在开关关断时传输 不需要额外的能量复位电路 变压器为了储存能量，必须加气隙 在小功率场合非常流行，特别适合于多路输出
三、单片开关电源
五、TINYSwitch-Ⅱ介绍
TINYSwitch将PWM控制器与功率开关 MOSFET合二为一封装在一起，已成为开 关电源IC发展主流。
Q
n D
F C S V P V I N V O v Q i
O N Q
O F F Q
Q Q v
D C M
S i
i O
O S S i f C o f Q i s n o t z e r o
i n O V + n V
Q v
i n V
T S
工作在DCM状态（这种情况多）
O N
Q V
Q O N
Q V
P i = 0
V c c V o u t 0 V G S
D > D 2 1
C B 1
+
1 : 1
C B 2
+
P W M d r i v e r V
C 1 V
V C 2
+ V G S
o u t
0
D > D D 2 1 1
D > 5 0 % m a x
V F
MOSFET 的驱动
•BUCK电路特点
• 输出电压小于输入电压 • 输入输出无隔离 • 输入电流脉动大 • 高端驱动
BOOST converter
v v D I - o L + +
L F i
L
i D D
i i n V i n
+ S v V R SC o F L
+
i S
-
T o n
T o f f
+ + O I i nI i O i n i V i n V V o V i n
-
o
-
M
D
M
Vo 1 1 Vin 1 D D '
O N Q
O F F Q
R O V
I N V
N
n Q M O i d i n V Q O F F = t M d L O F F Q Q V