第4章 开关电源主要元器件
第4章电力电子技术
O
三相桥式整流电路
ia
O
u
u
ab
ac
器件 AC/DC
t
t
t
t
ud1 ,ud2 ub' ua uc' ub ua' uc ub'
O t1 up 60° O
36°0
器件 AC/DC
t
t
双反星型整流电路
a1
Ⅰ 0° 1
ia1 ua1b1
iA A ▲
*
c1
b1
1
▲
*
a2
C
B▲ c2
iab2
变流技术（电力电子器件应 用技术）——电力电子技 术的核心
{ 变流
技术
电力电子器件构成 各种电力变换电路 对这些电路进行 控制的技术
电力
直流
交流
电力变换
交流变直流 直流变交流
直流变直流 交流变交流
4、研究任务
(1)电力电子器件的工作原理与应用 转 (2)电力电子电路的电能变换原理 转 (3)控制技术以及电力电子装置的开发
o
t
L
1
+C
L
2
E
V
VD
u
o
R
a)
CUK斩波电路
i1 L1
+ C1
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V
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+
C2
器件 DC/DC
uo
a)
SEPIC斩波电路
V i1
C1 + L2
E
L1
VD
C2
uo R
ZETA斩波电路
u1
u1
O uo
O io
PWM-开关电源原理
第 1 章绪论随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。
传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40%－50％)、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。
为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源,它的效率可达85%以上,稳压范围宽，除此之外,还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
正因为如此,开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中.1.1 课题背景1.1。
1 开关电源的发展历史开关稳压电源（以下简称开关电源）取代晶体管线性稳压电源（以下简称线性电源）已有30 多年历史，最早出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管了作于开关状态后，脉宽调制（PWM）控制技术有了发展,用以控制开关变换器，得到PWM 开关电源,它的特点是用20kHz 脉冲频率或脉冲宽度调制—PWM 开关电源效率可达65～70％,而线性电源的效率只有30～40％。
在发生世界性能源危机的年代，引起了人们的广泛关往.线性电源工作于工频，因此用工作频率为20kHZ 的PWM 开关电源替代,可大幅度节约能源,在电源技术发展史上誉为20kHZ 革命。
随着ULSI 芯片尺寸不断减小，电源的尺寸与微处理器相比要大得多；航天，潜艇，军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机,移动电话等）更需要小型化,轻量化的电源。
因此对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量要小。
此外要求开关电源效率要更高,性能更好，可靠性更高等.1。
1.2 我国开关电源历程从我国开关电源的发展过程可以了解国际开关电源发展的一个侧面，虽然一般说来，我国技术发展水平与国际先进水平平均有5~10 年差距. 70 年代起，我同在黑白电视机,中小型计算机中开始应用5V，20-200A，20kHZ AC－DC 开关电源.80 年代进入大规模生产和广泛应用阶段，并开发研究0.5～5MHz 准谐振型软开关电源。
开关电源设计设计
开关电源设计设计开关电源设计摘要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的线性电源。
电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。
信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统设计。
关键词开关电源；半桥全桥；高频变压器- II -目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究的目的及意义 (2)1.2.1 课题研究的目的 (2)1.2.2课题研究的意义 (2)第2章开关电源输入电路设计 (3)2.1 电压倍压整流技术 (3)2.1.1 交流输入整流滤波电路原理 (3)2.1.2 倍压整流技术 (3)2.2 输入保护器件保护 (4)2.2.1 浪涌电流的抑制 (4)2.2.2 热敏电阻技术分析 (5)2.3 本章小结 (6)第3章开关电源主电路设计 (7)3.1 单端反激式变换器电路的工作原理 (7)3.2 开关晶体管的设计 (8)3.3 变压器绕组的设计 (10)3.4 输入整流器的选择 (11)3.5 输出滤波电容器的选择 (12)3.6 本章小结 (12)第4章开关电源控制电路设计 (13)4.1 芯片简介 (13)4.1.1 芯片原理 (13)4.1.2 UC3842内部工作原理简介 (13)4.2 工作描述 (14)4.3 UC3842常用的电压反馈电路 (18)4.4 本章小结 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)- II -第1章绪论1.1课题背景随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。
(完整word版)基于Buck变换器的开关电源设计【适合做课程设计】
基于Buck变换器的开关电源设计摘要一个高可靠性的电源系统需要大功率宽电压输入范围的DC/DC变换，在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上，选用Buck作为系统的电路拓扑.本文介绍了Buck电路的工作原理，对整个闭环结构进行设计与研究,并附以相关电路图表示。
并选择符合规范的元器件，计算产品的成本.关键词Buck拓扑；DC/DC；开关电源;MC34063第一章概述开关电源是利用现代电子电力技术控制功率器件(MOSFET、三极管等）的导通和关断时间来稳定输出电压的一种稳压电源，具有转换效率高，体积小,重量轻，控制精度高等优点。
1。
1基本要求输入直流9V-12V,输出5V，5W；开关振荡频率40KHz。
1.2方案设计采用MOSFET作为功率转换元件,MOSFET具有压降小，输入电阻高，动态特性好等特点。
控制方案采用集成电路MC34063单路PWM控制芯片，极大简化电路设计。
第二章开关电源输入与控制部分设计2。
1 开关电源工作原理开关电源是指调整管工作在开关方式，只有导通和截止两个状态，图2-1为工作过程。
基准电压为固定值,由于输入波动或负载变化导致输出电压减小，采样电压将减小，经过比较放大后，脉冲调制电路根据这个误差，提高占空比使输出电压增大.同理,当由于输入波动或负载变化导致输入电压增大时,脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定。
图2-1 开关电源原理框图2。
2 Buck 调整器的基本工作方式Buck 调整器的基本电路如图2-2所示,晶体管Q1与直流输入电压dc V 串联，通过Q1的开通与关断，在V1处产生方波电压，采用恒频占空比可调的方式（PWM),在V1出产生方波电压，Q1导通时间为on T 。
Q1导通时V1点电压为dc V ，电流通过串接的电感L0流入输出端,Q1关断时，电感L0产生反电动势，使V1点电压迅速下降到0并变负，直至被D1钳位于—0。
8V 。
假设二极管导通压降为0,则V1点电压为矩形波，该方波电压平均值为T T V on dc /。
开关电源原理与设计-经典(免费)
开关电源原理与设计世纪电源网-论坛第一章开关电源的基本工作原理1-1．几种基本类型的开关电源1-2．串联式开关电源1-2-1．串联式开关电源的工作原理1-2-2．串联式开关电源输出电压滤波电路1-2-3．串联式开关电源储能滤波电感的计算1-2-4．串联式开关电源储能滤波电容的计算1-3．反转式串联开关电源1-3-1．反转式串联开关电源的工作原理1-3-2．反转式串联开关电源储能电感的计算1-3-3．反转式串联开关电源储能滤波电容的计算1-4．并联式开关电源1-4-1．并联式开关电源的工作原理1-4-2．并联式开关电源输出电压滤波电路1-4-3．并联开关电源储能电感的计算1-4-4．并联式开关电源储能滤波电容的计算1-5．单激式变压器开关电源1-5-1．单激式变压器开关电源的工作原理1-6．正激式变压器开关电源1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理1-6-2．正激式变压器开关电源的优缺点1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数计算1-6-3-1．正激式变压器开关电源储能滤波电感和储能滤波电容参数的计算1-6-3-2．正激式开关变压器参数的计算1-6-3-2-1．变压器初级线圈匝数的计算1-6-3-2-2．变压器初、次级线圈匝数比的计算1-7．反激式变压器开关电源工作原理1-7-1．反激式变压器开关电源工作原理1-7-2．开关电源电路的过渡过程1-7-3．反激式变压器开关电源电路参数计算1-7-3-1．反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算1-7-3-2．反激式开关变压器参数的计算1-7-3-2-1．反激式开关变压器初级线圈匝数的计算1-7-3-2-2．反激式开关变压器初级线圈电感量的计算1-7-3-2-3．变压器初、次级线圈匝数比的计算1-7-4．反激式变压器开关电源的优缺点1-8．双激式变压器开关电源1-8-1．推挽式变压器开关电源的工作原理1-8-1-1．交流输出推挽式变压器开关电源1-8-1-2．整流输出推挽式变压器开关电源1-8-1-3．推挽式变压器开关电源储能滤波电感、电容参数的计算1-8-1-3-1．推挽式变压器开关电源储能滤波电感参数的计算1-8-1-3-2．推挽式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算1-8-1-4．推挽式开关变压器参数的计算1-8-1-4-1．推挽式开关变压器初级线圈匝数的计算1-8-1-4-2．推挽式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算A）交流输出推挽式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算B）直流输出电压非调整式推挽开关变压器初、次级线圈匝数比的计算C）直流输出电压可调整式推挽开关变压器初、次级线圈匝数比的计算1-8-1-5．推挽式开关电源的优缺点1-8-2．半桥式变压器开关电源1-8-2-1．交流输出半桥式变压器开关电源1-8-2-2．交流输出单电容半桥式变压器开关电源1-8-2-3．整流输出半桥式变压器开关电源1-8-2-4．半桥式开关电源储能滤波电感、电容参数的计算A）半桥式开关电源储能滤波电感参数的计算B）半桥式开关电源储能滤波电容参数的计算1-8-2-5．半桥式开关变压器参数的计算A）半桥式开关变压器初级线圈匝数的计算B）交流输出半桥式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算C）直流输出电压非调整式半桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算D）直流输出电压可调整式半桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算1-8-2-6．半桥式变压器开关电源的优缺点1-8-3．全桥式变压器开关电源1-8-3-1．全桥式变压器开关电源的工作原理1-8-3-2．整流输出全桥式变压器开关电源1-8-3-3．全桥式开关电源储能滤波电感、电容参数的计算A）全桥式开关电源储能滤波电感参数的计算B）全桥式开关电源储能滤波电容参数的计算1-8-3-4．全桥式开关变压器参数的计算A）全式开关变压器初级线圈匝数的计算B）交流输出全桥式开关变压器初、次级线圈匝数比的计算C）直流输出电压非调整式全桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算D）直流输出电压可调整式全桥开关变压器初、次级线圈匝数比的计算1-8-3-5．全桥式变压器开关电源的优缺点1-9．第一章总结第一章开关电源的基本工作原理1-1．几种基本类型的开关电源顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。
第四章直流直流(DCDC)变换
第四章直流—直流（DC-DC）变换将大小固定的直流电压变换成大小可调的直流电压的变换称为DC-DC变换，或称直流斩波。
直流斩波技术可以用来降压、升压和变阻，已被广泛应用于直流电动机调速、蓄电池充电、开关电源等方面，特别是在电力牵引上，如地铁、城市轻轨、电气机车、无轨电车、电瓶车、电铲车等。
这类电动车辆一般均采用恒定直流电源（如蓄电池、不控整流电源）供电，以往采用变阻器来实现电动车的起动、调速和制动，耗电多、效率低、有级调速、运行平稳性差等。
采用直流斩波器后，可方便地实现了无级调速、平稳运行，更重要的是比变阻器方式节电（20～30）%，节能效果巨大。
此外在AC-DC变换中，还可采用不控整流加直流斩波调压方式替代晶闸管相控整流，以提高变流装置的输入功率因数，减少网侧电流谐波和提高系统动态响应速度。
DC-DC变换器主要有以下几种形式：（1）Buck（降压型）变换器；（2）Boost（升压型）变换器；（3）Boost-Buck（升-降压型）变换器；（4）Cúk变换器；（5）桥式可逆斩波器等。
其中Buck和Boost为基本类型变换器，Boost-Buck和Cúk为组合变换器，而桥式可逆斩波器则是Buck变换器的拓展。
此外还有复合斩波和多相、多重斩波电路，它们更是基本DC-DC 变换器的组合。
4.1 DC-DC变换的基本控制方式DC-DC变换是采用一个或多个开关（功率开关器件）将一种直流电压变换为另一种直流电压。
当输入直流电压大小恒定时，则可控制开关的通断时间来改变输出直流电压的大小，这种开关型DC-DC变换器原理及工作波形如图4-1所示。
如果开关K导通时间为，关断时间为，则在输入电压E恒定条件下，控制开关的通、断时间、的相对长短，便可控制输出平均电压U0的大小，实现了无损耗直流调压。
从工作波形来看，相当于是一个将恒定直流进行“斩切”输出的过程，故称斩波器。
斩波器有两种基本控制方式：时间比控制和瞬时值控制。
第4 章 PWM 控制芯片及其应用
8
Vref
该引脚是参考输出，它通过电阻 RT 向电容 CT 提供充电电流。
订购型号信息如表 4-3 所示。
表 4-3 订购型号信息
贴片（SO8）
直插
UC2842BD1；UC3842BD1
UC2842BN；UC3842BN
UC2843BD1；UC3843BD1
UC2843BN；UC3843BN
UC2844BD1；UC3844BD1
以典型的电流模式 PWM 控制芯片 UCX842B/3B/4B/5B 系列为例讲解控制芯片的工作方 式以及外围电路的分析。
在分析 UC384X 系列芯片之前，从以下知识要点来学习控制芯片： ①每个引脚的名称及说明； ②每个引脚的作用，以及它在电路中的连接； ③每个引脚正常工作时电压或电流的范围，引脚之间相互影响的关系； ④芯片中典型电路工作原理的分析； ⑤控制芯片一定要输出 PWM 波去控制功率开关管即 MOS 管，要清楚哪些引脚最容易 引起没有 PWM 波的输出； ⑥弄懂参数之间的曲线图（比如振荡频率与 RT、CT 之间的关系、最大占空比与定时电 阻之间的关系、芯片工作电压与电流之间的关系等）； ⑦找到芯片的 application note（应用信息），教我们如何分析芯片的工作方式、与功率 电路的连接以及关键元件参数的计算等 ⑧ 会用示波器去测试电路，根据波形分析产生的原因，从而找到解决问题的办法。 1. 控制芯片 UC284XB/UC384XB 的特点、结构框图、功能说明及电气特性参数 （1）控制芯片 UC284XB/UC384XB 的特点如下： ·微调的振荡器放电电流，可精确控制占空比 ·电流模式工作频率可达到 500KHz ·自动前馈补偿 ·锁存脉宽调制，可逐周限流 ·内部微调的参考电压，带欠压锁定 ·大电流图腾柱输出 ·欠压锁定，带滞后 ·低压启动和工作电流 （2）器件描述 UC2842B/3B/4B/5B（UC3842B/3B/4B/5B）是高性能固定频率电流模式控制器专为离线 和直流-直流变换器应用而设计，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的 解决方案。这些集成电路具有可微调的振荡器，能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、 高增益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率 MOS 管的理想器 件。 其它的保护特性包括输入和参考欠压锁定，带有滞后、逐周电流限制、可编程输出死区 时间和单个脉冲测量锁存等。
基于TNY274的反激式开关电源设计
基于 TNY 274 的反激开关电源设计 1.理工类： 工程设计 （ √ ） ； 工程技术实验研究型 （ 理论研究型 （ 2.文管类（ 自选题目 ） ； 计算机软件型 （ ） ；3.外语类（ ） ； 综合型 （ ） ；4.艺术类（ ） ； ） 。 ） 。
基 本 要 求 参 考 资 料 周 次 应 完 成 的 内 容
查阅并消化理 了解工作原理，利 用 仿 真 软 撰写论文 解资料，找出 芯 片 的 使用 要 件 进 行 局 部 主要问题，确 求 和 使 用基 本 电路的仿真。 定 主 电 路 拓 方式， 设计、 计 给出全部工 扑。 算 电 路 的有 关 程 图 纸 和 元 参数。 器件表。
摘要
摘 要
电源是保证电气设备正常、可靠、稳定工作不可或缺的重要组成部分， 其中开关电源以高效、节能、轻便等优势成为研究的热点。随着电力电子技 术的发展、功率器件的革新、芯片集成化和电源模块化技术的深入，更加经 济、更实用化的开关电源正在得到广泛应用。开关电源的核心就是控制 IC， 控制 IC 有低成本、高效率、外围电路简单、集成度高等优点。本文设计了 一款反激式小功率开关电源。 在研究分析开关电源相关理论和关键技术的基础上， 完成单端反激式开 关电源系统设计；完成具体模块电路详细设计，包括整流滤波电路、高频变 压器、前级保护电路、控制环路等；合理选择、设计和分配了开关电源各电 路参数；设计出电路原理图。 关键词：单片开关电源；反激式；TinySwitch-III
III
Abstract
Abstract
Power is an indispensable component, which guarantees electrical equipment will work normally, reliably and steadily. And the switching power supply has become the research hotspot, because of its high efficiency, energy saving and light. With the development of the power electronics technology, the innovation of power components, the integration of chip and the modulation of power source, the switching power supply which is more economical and practical is being widely used. The core of circuit design in switching power supply is the control IC, control IC has many advantages, such as low cost, high efficiency, simple external circuit and high integration, etc. The paper designed a low power flyback switching power supply. On the basis of analyzing the relative theories of switching power supply and its key technologies, the design of the single-terminal flyback switching power supply system is completed; the detailed design of the concrete electric circuit module is finished, including the rectification circuit and filter circuit, the high- frequency transformer, the former protection , the controls ring circuit; the various circuit value of switching power supply is choiced, designed and assigned reasonably; the electric circuit ：single-chip switching power supply; flyback; TinySwitch-III
开关电源技术应用与维修[杨亚平][电子教案和教学指南]第4章
![开关电源技术应用与维修[杨亚平][电子教案和教学指南]第4章](https://img.taocdn.com/s3/m/8a6efc4f804d2b160b4ec052.png)
路或多路输出反激式开关电源的最佳选择。该系列产品可
用于PC机的待机电源、机顶盒电源、视盘机电源、电源适 配器、以及由微处理器控制的开关电源。
23
第4章 单片式开关电源的应用与维修
各种普通型或精密型开关电源。
8
第4章 单片式开关电源的应用与维修
(5) 外围电路简单，成本较低。电源所用元器件很少， 外部仅接低通滤波器、输入整流滤波器、开关变压器、
反馈电路和输出整流滤波电路。开关电源的工作频率一
般为l00kHz，可在80～120kHz范围内正常工作；占空比 调节范围是1.7％～67%，比一般反激式开关电源的占空
充电器、IC卡付费电表、视盘机电源等。
15
第4章 单片式开关电源的应用与维修
1. TNY256P性能特点 (1) 高效、节能、体积小。
(2) 采用传统的PWM脉宽调制，控制方式简单，且调节速 度快，电路输出的纹波电压低。控制的电路外围元器件 极少，安装调试容易。 (3) TNY256P芯片内有开 / 关控制器、稳压器、高频振荡 器、电流、电压比较器、过电流、过热保护以及 MOSFET功率驱动管等多种模块。 (4) 具有开关频率抖动的功能，频率抖动幅值为5kHz，这 一功能将电磁幅射的能量衰减到最低计量。
31
第4章 单片式开关电源的应用与维修
4.2.1 单片开关电源的检修方法
下面结合图4-18所示的典型三端单片开关电源电路介 绍其常见故障的检修方法。 1．通电后无输出电压 通电后无输出电压的具体原因可能如下： (1) 由于尖峰电压触发脉冲造成电路闭锁，使芯片不工作： ① 采用单点接地方法，将电容器C1、C4、C5和C7直接连接 到源极(S)上。 ② 把三端单片开关电源芯片的管脚引线剪至最短，这对于 采用TO-220封装的芯片尤为必要。 ③ 使散热片与电路绝缘。
4第四章矿用电源及备用电源
第四章矿用电源及备用电源电源是矿井监控系统(含甲烷断电仪、甲烷风电闭锁装置)的重要设备之一。
矿用电源（指矿井监控系统电源、甲烷断电仪电源、甲烷风电闭锁电源，以下同）除向分站、传感器、声光报警器、断电器等提供本质安全防爆直流电源外，还必须保证井下交流电网停电后，维持系统正常工作时间不少于2小时。
因此，矿井监控系统电源除具有将交流电转换成本质安全防爆直流电源外，还有备用电池。
4．1 矿用电源的特点及主要技术指标由于煤矿井下具有甲烷等易燃、易爆性气体，硫化氢等腐蚀性气体，环境潮湿，有淋水，有矿尘，电网电压波动范围大(75％～110％)，空间狭小，工作场所分散。
因此，矿井监控系统电源同一般直流电源相比具有如下特点：(1)本质安全型防爆输出。
煤矿井下具有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体和煤尘，为防止电气设备的危险温度和电火花引起瓦斯和煤尘爆炸，用于煤矿井下爆炸性环境的电气设备必须是防爆型电气设备。
由于本质安全型防爆电气设备具有体积小、重量轻、成本低，特别当电缆发生故障所产生的电火花，能量很低，不会引爆井下爆炸性气体混合物等优点。
因此，矿井监控设备应优先采用本质安全型或本质安全型其他防爆型式的复合型。
特别是当甲烷超限时，断电控制区域的矿井安全监控设备必须为本质安全型，以保证当甲烷超限时，监控设备连续工作。
因此，矿井监控系统电源必须为本质安全型输出。
由于矿井监控系统电源需从井下交流电网获取能量，而交流电网的引入难以使矿井监控系统电源制做成单一本质安全型。
因此，矿井监控系统电源一般为隔爆兼本质安全型或浇封兼本质安全型。
(2)电网电压波动适应能立强。
采煤机、掘进机、输送机等井下电气设备功率大，直接启动，频繁启动，供电距离远等造成了井下交流电网电压波动范围大(75％---110％)。
因此，要求矿用电源电网电压波动适应能力强，在75％--~110％的额定电压范围内正常工作。
(3)效率高、体积小、重量轻。
井下空间狭小。
因此，要求矿用电源体积小，重量轻。
开关电源基础知识..
核心的主电路组成。
控制电路按系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电 路去控制主电路中开关器件的通或断来完成整个系统的功能。 开关电源系统中需要有检测电路。广义上往往其他驱动 电路等主电路之外的电路都归为控制电路，从而粗略地说开 关电源系统是由主电路和控制电路组成的。
第1章 开关电源的基础知识
主电路中的电压和电流一般都较大，而控制电路的开关
制电路之间，需要一定的中间电路对控制电路的信号进行放大，这就是 开关器件的驱动电路。 (5) 为保证不致于因损耗散发的热量导致开关器件温度过高而损坏，不 仅在开关器件封装上讲究散热设计，在其工作时一般都要安装散热器。
第1章 开关电源的基础知识
2.开关电源系统的组成
开关电源系统由控制电路、 驱动电路和以开关器件为
第1章 开关电源的基础知识
☆ 5.按电路的输出稳压控制方式分类
(1)脉冲宽度调制(PWM)式
(2)脉冲频率调制(PFM)式
(3)脉冲调频调宽式三种 6. 按功率开关管关断和开通工作条件分类 (1)硬开关变换器 (2)软开关变换器
第1章 开关电源的基础知识
1.4 开关电源的应用
一、金属焊接与切割电源
2、高的安全性 3、好的可维修性 平均故障维修时间（MTTR） 4、高的功率密度（单位体积的功率容量及单位质量的功率 容量）
5、高性价比、低使用维修费用
6、环境适宜性要求
第1章 开关电源的基础知识
二、电气性能参数
1、 输入电压变化范围：当稳压电源的输入电压发生变化时，使输出电 压保持不变的输入电压变化范围。目前开关电源的输入电压变化范围已 做到90~270 V，可以省去许多电器中的110 V/220 V转换开关。 2、源电压功率因数（PF或 ） 一般功率因数PF≥0.8
液晶电视三合一主板维修精粹-1
化学工业出版社《液晶电视机集成电源维修精粹》（孙立群、贺学金编著）节选液晶电视三合一主板维修精粹-1第四章三合一主板的开关电源、背光电源精讲与检修第一节长虹LED32560液晶彩电集成电源板故障检修长虹LED32560型液晶彩电采用机芯、电源、驱动三合一主板，该主板型号为JUC6.690.00088589。
其开关电源部分采用的电源控制芯片为5AARZJ，背光灯供电部分采用的背光控制芯片为OB3350CP。
一、电源电路组成、实物图解长虹LED32560型液晶彩电的三合一主板实物构成如图4-1-1所示。
图4-1-1 长虹LED32560 型液晶彩电主板实物及电源、LED供电电路检修精要长虹LED32560型液晶彩电主电源、LED供电电源、5V电源、待机控制电路、LED供电电路的构成，如图4-1-2所示。
图4-1-2 长虹LED32560 型液晶彩电电源、背光灯驱动电电路构成方框图二、市电滤波、300V供电电路如图4-1-3所示，接通市电后，AC220V市电经熔断器FP101、限流电阻RN101输入到由CXP101、FLP101、CXP102、FLP102、XYP103组成的滤波器滤波后，分为两路送：一路送由DP101～DP104组成的桥式整流电路，经其整流、CP105滤波产生300V直流电压；另一路AC220V交流电压经RP101～RP105分压后，形成一个正比于市电交流电压的VA，经整流滤波后为电源控制芯片提供启动电压。
RV101是压敏电阻，用于市电过压和防雷电保护。
RN101是负温度系统热敏电阻，作用是冷机开机时防止瞬间浪涌电流损坏其他元器件，热机后电阻接近0Ω，可视为短路。
图4-1-3长虹LED32560 型液晶彩电的300V供电、主电源三、主电源该机的主电源由电源控制芯片UP101（5AARZJ）、开关管QP201、开关变压器TP201为核心构成，参见图4-1-3。
该电源输入市电电压后就会工作，不仅为主板的信号处理部分供电，而且为5V电源、LED 电源电路供电。
高中物理第四章家用电器与日常生活家用电器的基本元件常用电子元件素材粤教版11
常用电子元件一、测试仪器的使用1：LCR测试仪的应用和测试2：晶体管耐压测试仪的应用和测试3：电容耐压测试仪的应用和测试4：数字万用表的应用和测试5：指针万用表的应用和测试6：IC测试仪的应用和测试二、电阻1：贴片电阻识别（黑、绿、有字）2：直插电阻识别3：水泥电阻识别4：绕线电阻识别5：锰铜丝电阻识别6：排阻识别（直插是黄色、圆形。
贴片是黑色）7：IC式排电阻识别8：梯型排阻识别9：无感电阻识别10：电阻测量和阻值表11：电阻的串并联计算12：电阻阻值和功率计算13：纯电阻电路应用和计算、电路参点的定义。
14：电阻的瓦数判别和计算15：电阻的作用是限流和分压。
三、电位器、可调电阻1：3296可调电阻识别2：3006可调电阻识别3：普通常用可调电阻识别4：A线性、B线性、C线性等电位器识别四、热敏电阻1：NTC热敏电阻应用（温度越高电阻越小,用于开关电源的软启动）2：PTC热敏电阻应用（温度越高，电阻越大，用于温度检测)五、电容：1：电解电容用于直流滤波(无级性用于马达启动）测量容量用低频120HZ以下频率测试2：聚脂薄膜电容CBB2无级性（分为交流型和直流型,交流外型是四方的标称电压是AC于直流可用，直流外形是椭圆标称电压是DC不可用于交流。
交流标称的电压默认是直流的5倍，低于5倍会特别注明。
交流电路的浪涌吸收、直流电路的高频吸收）测量时用中频1K以上频率3：磁介高频无级性电容4：独石无极性电容应用（一击穿将成永久性）5：有极性钽电容（一击穿将成永久性）测量是用高频10K6：说明:交流电容、直流电容、贴片电容、排电容（直插黄色四方、贴片绿色）7：无极性电容直插电容。
极性、容量测试、耐压测试8：怎样分别国产和进口电容，电容的寿命通过损耗电流测试、耐压国产是1。
2倍，进口是2倍,耐压表打耐压时要调至电容标称耐压的2。
5倍。
100V以上电容漏电流不大于20MA，375V 以上不能大于30MA，63V以下不能大于10MA。
第4章 它激式开关电源的原理与应用
第4章它激式开关电源的原理与应用它激式开关电源有独立的振荡器、激励放大器、脉宽调制器和各种保护电路等，现在己经开发出了一系列功能完善、外电路简单的开关电源集成控制器。
由于集成控制器的使用，不仅简化了电路结构，而且大幅度提高了开关电源的效率和稳压性能，这使得它激式开关电源有了极大的发展。
目前，即使中小功率的变换器，比较多地采用由集成控制器构成的它激式开关电源。
本章主要讲述变压器耦合型它激式开关电源的类型及特点、基本工作原理及实际应用。
∮4-1 它激式开关电源的类型与工作原理4.1.1 它激式开关电源的类型及特点1．它激式开关电源的类型它激式开关电源按输入、输出连接方式可分为串联型（降压式非隔离型）、并联型（升压式非隔离型）和变压器耦合型（隔离型）。
由于串联型和并联型变换器的输入、输出共地，所以又称为非隔离型。
变压器耦合型变换器的输入与输出之间通过变压器耦合，也称隔离型，是电子设备中最常用的开关电源类型。
2．它激式开关电源的特点从整体电路上看，由分立元件组成的它激式开关电源，比自激式开关电源要复杂得多。
但是，现在多数它激式开关电源都采用集成控制器（内部集成了误差放大器、脉宽调制器、振荡器及过电压、过电流保护等功能电路），这使得它激式开关电源整体结构大大简化，控制性能却大大提高。
在《第一章》中已经简单介绍过，变压器耦合型它激式开关电源，按功率变换电路的结构可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式等几种类型，各自结构特点如下。
（1）单端式：使用一个开关晶体管，连接成单管功率电路的形式。
这种电路的特点是成本低、结构简单，但输出功率不能提高，适用于输出功率较小的场合。
（2）推挽式：使用两个开关晶体管，连接成推挽功率电路的形式。
这种电路的特点是开关变压器必须有中心抽头，适用于输入电压较低、输出功率较大的场合。
（3）半桥式：使用两个开关晶体管，连接成半桥功率电路的形式。
这种电路的特点是开关变压器不需要中心抽头，适用于输入电压较高、输出功率较大的场合。
开关电源各磁性元器件的分布参数
开关电源各磁性元器件的分布参数开关电源是一种能够将电源输入的直流电转换为经过开关管开关调制后的高频方波电流输出的电源。
开关电源中常使用到的磁性元器件包括变压器、电感器、磁环和补偿电感等。
本文将分别介绍这些磁性元器件的分布参数，包括互感系数、漏感系数、品质因数和饱和电感等。
1.变压器：变压器是开关电源中最常见的磁性元器件之一，其主要用于实现电压变换、隔离和电流控制等功能。
变压器的互感系数（k）是衡量一组线圈中能够转移能量的比例，k的范围通常在0.8到1之间。
当变压器的一端开路时，另一端的电流不能完全传导到另一线圈，形成了漏感。
漏感系数（k_m）是分析变压器性能的重要参数，其数值范围一般在0.03到0.3之间。
同时，变压器的品质因数（Q）是描述其在工作频率下的能量传输效率的指标，其数值越大，表示能量传输越高效。
2.电感器：电感器是通过感应磁场来储存和释放电能的元件。
开关电源中使用到的电感器主要包括电感线圈、磁环和电感峰值等。
电感线圈的主要参数是饱和电感（L_s）和功率损耗（R_s）。
饱和电感是在给定电流下，电感线圈中储存的能量的最大值。
功率损耗是电感器在工作时由于电阻而产生的能量损耗。
磁环是一种通过改变线圈的电流来调整电感器参数的设备。
3.磁环：磁环是用于储存和调整磁场能量的一种磁性材料。
在开关电源中，磁环主要用于调整电感器的感应能量。
磁环的厚度、面积和抗磁饱和能力等是影响其性能的重要参数。
4.补偿电感：开关电源中的补偿电感用于实现对电源端电感的变化进行补偿，从而提高系统的稳定性和效率。
补偿电感的主要参数是补偿比（R_c），它是补偿电感的导磁性能与电源端电感的比值。
当补偿比为1时，表示补偿电感和电源端电感的导磁性能相等。
综上所述，开关电源中的磁性元器件包括变压器、电感器、磁环和补偿电感等，它们都具有不同的分布参数。
了解和掌握这些分布参数有助于正确选择磁性元器件，优化开关电源的性能和效率。
开关电源毕业设计
设计题目：12V5A直流开关电源姓名：专业：班级：学号：系部：同组人：指导教师：年月日目录摘要-------------------------------------------------------------------------------------------3引言-------------------------------------------------------------------------------------------4第一章开关电源概述--------------------------------------------------------------------51.1 开关电源发展历史与应用力------------------------------------------------52.1 开关电源所用的术语----------------------------------------------------------5第二章输入电路---------------------------------------------------------------------------72.1 输入保护器件--------------------------------------------------------------------72.2 输入阳间电压保护--------------------------------------------------------------72.3 输入整流滤波电路原理--------------------------------------------------------8第三章隔离单端反激式变换器电路-----------------------------------------------------93.1 单端反激式变换器电路中的开关晶体管-----------------------------------93.2 单端反激式变换器电路中的变压器绕组-----------------------------------10第四章 UC3842的原理及技术参数---------------------------------------------------------114.1 UC3842的原理和概述-----------------------------------------------------------114.2 UC3842的技术参数--------------------------------------------------------------12第五章 12V/5A单端反激开关电源原理--------------------------------------------------145.1 12V/5A电路原理图---------------------------------------------------------------145.2 12V/5A电源 PCB板--------------------------------------------------------------155.3 12V/5A电路原理分析------------------------------------------------------------155. 3. 1 系统原理---------------------------------------------------------------------155. 3. 2 启动电路---------------------------------------------------------------------155. 3. 3 15V/5A电路的短路过流、过压、欠压保护-------------------------165. 3. 4 反馈电路---------------------------------------------------------------------165. 3. 5 输出整流滤波电路---------------------------------------------------------17 总结-----------------------------------------------------------------------------------------------18 致谢-----------------------------------------------------------------------------------------------19参考文献----------------------------------------------------------------------------------------19摘要本文介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于该电流型PWM控制芯片、实现输出电压可调的开关稳压电源电路。
自激式开关电源的原理
第3章 自激式开关电源的原理与应用自激式开关电源利用调整管、变压器辅助绕组构成正反馈通路，实现自激振荡，再借助反馈信号稳定电压输出。
由于调整管兼作振荡管，所以无须专设振荡器，故所用的元器件较少，电路简单、成本低，在一定程度上简化了电路。
由于自激式开关电源经济实用，目前仍有较多的电子设备采用自激式开关电源，比如手机充电器、打印机、自动化仪器仪表、电视机和显示器等。
本章拟在讲述自激式开关电源基本电路的基础上，以几种变压器耦合型自激式开关电源的电路实例为载体，配合关键点的测试波形，剖析它们的工作原理，希望引领读者进入开关电源的万千世界。
3-1 自激式开关电源的工作原理3.1.1 自激式开关电源的特点1．自激式开关电源现在所有由市电供电的AC-DC 设备，几乎全部采用变压器耦合型开关电源，也称为隔离型开关电源。
功率管周期性通断，控制开关变压器初级绕组存储输入电源的能量，通过次级绕组进行能量释放。
显然，开关电源的输入与输出是通过变压器的磁耦合传递能量的。
由于变压器绕组之间是绝缘的，因此初次级绕组完全隔离，即“热地”和“冷地”是绝缘的，且绝缘电阻和抗电强度均可达到很高，这一特点对用电安全尤为重要。
若开关管的激励脉冲是由变压器辅助绕组与开关管构成的正反馈环路自激振荡产生的，称为自激式开关电源。
由于自激式开关电源的调整管兼作振荡管，因此无须专设振荡器。
除非特别说明，本书讲述的自激式开关电源均是指自激式变压器耦合型开关电源，下面就介绍这方面的知识。
2．自激式开关电源的特点（1）自激式开关电源结构简单，生产制造成本低廉。
（2）自激式开关电源的脉冲信号是自激振荡产生的，是一种非固定频率的变换电路，随输入电压和负载变化而变化，轻载时开关频率较高或间歇振荡，满载时频率会自动降低。
（3）自激式开关电源在占空比D 发生改变时，开关管的C I 与CE U 相对值发生变化，因此D 变化范围较小，一般小于50%。
（4）自激式开关电源具备一定的自保护功能，一旦负载过重，必然破坏反馈条件，振荡将因损耗过大而减少或和间歇振荡，因此保护电路比较简单，这是自激式开关电源的一大优点。
电源物料知识大全-电子元件认识
第一章:元件认识开关电源(SPS)是由众多的元器件构成,因此,要了解开关电源的原理,学会看电路图.首先必须掌握元器件的主要性能,结构,工作原理,电路符号,参数标准方法和质量检测方法,本章将作逐一介绍.一.电阻器电阻器简称电阻,英文Resistor1.电路符号和外形.(a) (b) (c)(a)国外电阻器电路符号.(b)国内符号.(c)色环电阻外形2.电阻概念:电阻具有阻碍电流的作用.公式R=U/I常用单位为欧姆(Ω),千欧(KΩ)和兆欧(MΩ).1MΩΩ3.种类电阻器的种类有:碳膜电阻,金属氧化膜电阻,绕线电阻,贴片电阻, 可调电阻,水泥电阻.4.性能参数(1)标称阻值与允许误差(2)额定功率:指在特定(如温度等)条件下电阻器所能承受的最大功率,当超过此功率,电阻器会过热而烧坏.(3)电阻温度系数5.标注方法:(1)直标法(2)色标法色标法是用色环或色点来表示电阻的标称阻值,误差.色环有四道环和五道环两种.读色环时从电阻器离色环最进的一端读起,在色标法中,色标颜色表示数字如下:颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -1 -2 四色环中,第一,二道色环表示标称阻值的有效值,第三道色环表示倍数,第四道色环表示允许偏差,五色环中,前三道表示有效值,第四到为倍数,第五道为允许误差.精密电阻常用此法.例1:有一电阻器,色环颜顺序为:棕,黑,橙,银,则阻值为:10X10 ±10%(Ω)二:电容器英文Capacitor1.电路符号┼(a)(b)(a),(b)分别表示为无极性,有极性的电容器的电路符号.2.电容慨念电容器是储存电荷的容器.电容器的容量C由下式决定:C=Q/U=ΣS/4πd,单位法拉(F).3.种类电容器可分为:陶瓷电容,电解电容,安规电容,贴片电容,塑胶电容.4.主要性能参数(1)标准容量及允许偏差(2)额定电压(3)损耗系数DF值DF=P耗/P总P耗为充放电损耗功率, P总为充放电总能量.(4)温度系数5.标注方法(1)直标法(2)色标法:类似电阻器之色标法,三色环无偏差表示,单位PF三.电感器(英文Choke 即线圈)1.电路符号(普通电感无极性) 2. 主要参数(1) 电感量及允许偏差 (2) 质量因子(Q 值)感抗xL=WL=2πfL Q=2πfL/R Q 即为质量因子3. 种类可分为固定电感器,带磁心电感线圈,可变电感器 四.半导体二极管 (英文 Diode) DIODE Test # Description 1 VF Forward voltage 2 IR Reverse current leakage3BVRBreakdown voltage1. 电路符号2. 单向导电性二极管只能一个方向流过电流,即电能只能从它正极流向负极.在正常情况下,硅管的正向压降为0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V,即二极管正向压降基本保持不变,当外加正向电压达到一定程度,二极管正向电流会很大,将烧坏二极管.当加在二极管上的反向电压小于一个临界值时,二极管的反向电流很小,即反向时二极管的内阻很大,相当于二极管截止.当二极管的反向电压大于临界值时,二极管会反向击穿. 3.结构是由一个P 型半导体和一个N 型半导体构成,组成一个PN 结,PN 结具有单向导电性.4.种类(1)普通二极管(2)发光二极管(3)稳压二极管(4)变容二极管5.主要参数(1)最大平均整流电流I F: 表征二极管所能流过的最大正向电流.在一个周期内的平均电流值不能超过I F,否则二极管将会烧坏.(2)最大反向工作电压V R(3)反向电流I R:是在最大反向工作电压下的二极管反向电流值(4)工作频率:表示二极管在高频下的单向导电性能.五.稳压二极管Test # Description1 VF Forward voltage2 BVZ Minimum Zener voltage.(Use test #5)3 BVZ Maximum Zener voltage.(Use test #5)4 IR Reverse current leakage5 BVZ BVz with programmable soak6 ZZ 1 KHz Zener Impedance(requires ZZ-1000 orModel 5310)1.电路符号(图一)2.稳压原理从(图二)稳压特性曲线可以看出,当稳压管反向击穿后,流过二极管的工作电流发生很大变化时,稳压二极管的电压降压V2基本不变,所以稳压管稳压就是利用二极管两端的电压能稳定不变的特性.若加在稳压管上的反向电压小于反向击穿电压值,那么稳压管处于截止状态,即开路.3.主要参数(1)稳定电压(2)稳定电流:稳压管工作对参考电流值,电流小于该值,稳压效果会略差(3)额定功率损耗(4)电压温度系数(5)动态电阻六.半导体三极管(又称晶体三极管)TRANSISTOR Test#Description1 hFE Forward-current transfer ratio2 VBE Base emitter voltage(see alsoAppendix F)3 IEBO Emitter to base cutoff current4 VCESATSaturation voltage5 ICBO Collector to base cutoff current6 ICEO Collector to emiter cutoff currentICER, with base to emiterload,ICEX, reverse bias,orICES short(see also Appendix F)7 BVCEOBreakdown voltage,collector toemitter,BVCERwith base to emiterload,BVCEXreverse bias,orBVCESshort(see also Appendix F)8 BVCBOBreakdown voltage,collector tobase9 BVEB Breakdown voltage,emitter toObase10VBES ATBase emitter saturation voltage1.电路符号(b)PNP,构成两个PN 结,即集电结和发射结,基结3个电极,分别是集电极,基极,发射极,管子中工作电流有集电极电流Ic,基极电流Ib,发射极电流Ie,Ie=Ib+Ic Ic=βIb, β为三极管电流放大倍数. 线(1) 放大区发射结正偏,集电结反偏,E1>E2,即 NPN 型三极管Vc>Vb>Ve,PNP 型三极管 Vc<Vb<Ve.三极管处于放大状态.由于Ic=βIb,即Ic 受Ib 控制,而Ic 的电流能量是由电源提供的,此时Ube=0.6~0.7V(NPN 硅管)(2)截止Ib≦0的区域称截止区,UBE<0.5V时,三极开始截止,为了截止可靠,常使UBE≦0,即发射结零偏或反偏,截止时,集电结也反向偏置.(3)饱和区当VCE<VBE,即集电结正向偏置,发射结正向偏置时,三极管处于饱和区.饱和压降UCE(sat),小功率硅管UCE(sat)≒0.3V,锗管UCE(sat)≒0.1V4.主要参数(1)共发射极直流电流放大系数β,即Hfe, β=IC/IB(2)共发射极交流电流放大系数β. β=ΔIC/ΔIB(3)集电极,基极反向饱和电流ICBO(4)集电极,发射极反向饱和电流ICEO,即穿透电流(5)集电极最大允许功耗PCM(6)集电极最大允许电流ICM(7)集电极,基极反向击穿电压U(BR)CBO(8)发射极,基极反向击穿电压U(BR)CBO(9)集电极,发射极反向击穿电压U(BR)CBO七.可控硅(英文简称SCR,也叫晶闸管)SCR Test # Description1 IGT Gate-trigger current2 IGKO Reverse gate current5 VGT Gate-trigger voltage6 BVGKO Reverse gaet breakdown voltage7 IDRM Forward Blocking current8 IRRM Reverse Blocking current9 IL Latching current11 IH Holding current(see also Appendix F)13 VTM Forward on voltage15 VDRM Forward blocking voltage16 VRRM Reverse blocking voltage1.电路符号A K阳极G 控制极阴极2.工作原理(1)在阳,阴极间加上一个正电压,再在控制极和阴极之间加上正电压,可控硅导通.(2)可控硅导通后,去掉控制极上的电压,可控硅仍然导通,所以控制极上的电压称为触发电压.(3)导通后,UAK=0.6~1.2V(4)要使导通的可控硅截止,得降低UAK,同时阳极电流也下降,当阳极电流小于最小维持电流IH时,可控硅仍能截止.3.主要参数(1)正向转折电压UB0,指在控制极开路,使可控硅导通所对应的峰值电压(2)通态平均电压UF,约为0.6~1.2V(3)擎住电流Ica—由断态至通态的临界电流.(4)维持电流IH:从通态至断态的临界电流(5)控制极触发电压UG,一般1~5V(6)控制极触发电流一般为几十毫安至几百毫安.八.变压器变压器是变换电压的器件1.电路符号. .L1 L2(a)(a)图中是带铁芯(或磁芯)的变压器的符号,它有两组线圈L1,L2,其中L1为初级,L2为次级.圈中黑点表示线圈的同名端,它表明是同名端的两端上的信号相位是同样的.1.结构构成变压器的部件一般有初级线圈,次级线圈.铁芯线圈骨架,外壳等组成.为了防潮,绝缘,坚固,有时还泡有凡尼水.铁芯是用来提供磁路的. 3.工作原理当给初级通入交流电时,交流电流流过初级,初级要产生交变磁场,这一交变磁场的变化规律与输入初级的交流电变化规律一样.初级的交变磁场作用于次级线圈.次级线圈由磁励电,在次级两端便有感生电压,这样初级上的电压便传输到次级了.4.主要参数(1)变匝比:变压器初级匝数为N1,次级匝数为N2,在初级上加信号电压为U1,次级上的电压为U2,则有下式成立:U2/U1=N2/N1=N N为变压器的变压比(2)效率是在额定负载时,输出功率与输入功率之比值,即η=Po/Pi*100%(3)电压,电流的关系若η=100%,则有P2=P1,式中:P2为输出功率,P1为输入功率.因此有: U2/U1=I1/I2=N2/N1=N九.光电藕合器(英文PHOTO COUPLE)PH OTOCOUPL ER Test #(Requires Opto Adapter) 1 LCOFF Collector to emitter darkcurrent2 LCBO Collector to base darkcurrent3 BVCEO Breakdown voltage,collector toemitter4 BVCBO Breakdown voltage,collector tobase5 HFE Forward current transferratio,transistor6 VCESAT Saturation voltage,basedriven7 IR Reverse current8 VF Forward voltage9 CTR Current transferratio,coupled10 VSAT Saturationvoltage,coupled光电藕合器主要由两个元件组成,一个发光二极管(LED),另一个是光敏器件,它可以是光电池,光敏三极管,光敏单向可控硅等器件.1.电路符号2.工作原理当有电流流过LED时,便产生一个光源,光的强度取决于激励电流的强度,此光源照射到封装在一起的光敏三极管上后,光敏三极管产生一个与LED正向电流成正比例,该比例称为CTR,即电流传输比.I FI C/I F=CTR十.场效应管JEFT Test # Description1 VGSOFF Gate to source cutoff voltage.2 lDss Zero gate voltage drain current.3 BVDGO Drain to gate breakdown voltage.4 IGSS Gate reverse current.5 IDGO Drain to gate leakage.6 IDOFF Drain cut-offcurrent.7 BVGSS Gate to source breakdownvoltage.8 VDSON Drain to source on-state voltage.场效应管是一种由输入信号电压来控制其输出电流大小的半导体三极管,是电压控制器件,输入电阻非常高.场效应管分为:结型场效应管(JFET)和绝缘珊场效应管(IGFET)两大类.结型应管一.结型场效应管有N型和P型沟道两种,电路符号如下结型场效应管有三极:珊极g 源极N型s P型s 漏极二.工作原理结型场效应管有两个PN结,在珊源极上加一定电压,在场效应管内部会形成一个导电沟道,当d,s极间加上一定电压时,电流就可以从沟道中流过,即通过源电压来改变导电沟道电阻,实现对漏极电流的控制.三.结型场效应管的主要参数1.夹断电压UDS(off),当UDS等于某一个定值(10v),使Id等于某一个微小电流(如50uA)时, 源极间所加的UGS即为夹断电压.UDS(off)一般为1~10V2.饱和漏极电流IDS:当UGS=0时,场效应管发生预夹断时的漏极电流.3.直流输入电阻RGS4.低频跨导GM5.漏源击穿电压U(BR)DS6.珊源击穿电压U(BR)GS7.最大耗散功率PDM绝缘珊场效应管MOSFET Test # Description1 VGSTH Threshold voltag2 IDss Zero gate voltage drain current.lDSx with gate to Source reverse bias.3 BVDss Drain to Source breakdown voltage.4 VDSON Drain to Source on-state voltage.5 IGSSF Gate to Source leakage currentforward.6 IGSSR Gate to Source leakage currentreverse.7 VF Diode forward voltage.8 VGSF Gate to Source voltage (forward)required for specified In at specified Vos.(see SISQ Appendix F)9 VGSR Gate to Source voltage (reverse)required for specified ID at specified VDS.(see also Appendix F)10 VDSON On-state drain current 11VGSON On-state gate voltage一.结构和符号它是由金属氧化物和半导体组成,故称为MOSFET,简称MOS 管,其工作原理类似于结型场效应管. 符号和极性(1)增强型 NMOS (2)增强型 PMOSPMOS-+二.主要参数1.漏源击穿电压BVDS2.最大漏极电流IDMSX3.阀值电压VGS (开启电压)4.导通电阻RON5.跨导(互导) (GM)6.最高工作濒率7.导通时间TON 和关断时间十一.集成电路 (英文 Integrated Circuit 缩写为IC)集成电路按引脚分别为:单列集成电路,双列集成电路,园顶封装集成 电路,四列集成电路,反向分布集成电路. 下列介绍几种IC(一).TL431 它是一个基准电压稳压器电路,电路符号如图:阴极(K)参考输入端® (a) 阳极(A)TL431内部结构如图(b),其内部有一个2.5V 的基准电压,当UR>2.5时, K,A 极处于导通状态,当UR<2.5V 时,K,A 极截止. R A (b)(二).PWM 开关电源的集成电路(IC)片 1.DNA1001DP共16 Pin,各Pin 功能如下:1). CS 此脚做为电流模式控制,当此脚电压超过1.0V 时,IC 失去作用 2). GND 电源地3).DRIVE 驱动MOSFET 管的输出(方波输出)4).VCC 电源5).UREF +5V参考电压6).RT/CT 此脚接RT到Pin5接CT到地,从而设定振荡频率与最大占空比.7).FM 接电容到地,则会影响振荡频率,并且减少传导与辐射的电磁干扰,街地则无此功能.8).COMP 内部此脚接到电流比较器上,外部电路此脚一般接到光耦合器的集电极端做回授之用.9).SS 接一个电容到地.,可达到柔和起动功能.10).FAULT 此脚电压超过2.5V,则IC失去作用,一般此脚作保护作用.11).BROWN OUT 此脚用来感应BULK CAPACTIOR上电压,若电压小于2.5V则IC失去作用.12).REX 此脚接一个电阻到地,用来作为电流产生器.13).ADC 此脚用来限制占空比,当此脚电压高于2.5V时,占空比控比例开始减少.当V=1.5V时,占空比减少到最大占空比的65%.14).POCP 接一个电容到地,将提供OCP功能,当此脚有一连串1.2V臃冲时,此IC失去功能.15)CSLOPE 此脚为振荡电路做电压补偿.160. GND 信号地.2.UC3842(1)UC3842有8个Pin,其各Pin功能如下:1).内部误差放大器输出端2).反馈电压输入端3).电压供电端,当该脚电压超过1V时,6脚无臃冲输出4).接KT,CT产生f=1/RTG的振荡信号5).GND6).Drive,驱动臃冲输出7).Vcc8).+5v参考电压,由IC的内部产生(2)使UC3842输出端关闭的方法有三:1).关掉Vcc2).将3脚电压升至1V以上3).将1脚电压降至1V以下UC3843的7脚为电压输入端,其启动电压范围为16V~34V,若电源起动时Vcc<16V,则8脚无+5V基准电压.3.TL494TL494有16Pin,各Pin功能如下:1)采样电压2)从14脚分压得2.5V标准电压3)接阻容电路,作消振校正用4)死区时间控制输入端,该脚电平升高,死区时间达到最大,使IC输出驱动脉冲最窄5)CT6)RT7)GND8)Drive 驱动脉冲输出9)Drive 驱动脉冲输出10)Drive 驱动脉冲输出11) Drive 驱动脉冲输出12)Vcc13)输出方式控制,该脚接地,内部触器发失去作用14)+5v参考电压15)同相端16)反相端17)16Pin通常作回授用(三)UC3854ANUC3854是功率因数校正器(PFC)的集成电路,它有16个Pin,其各脚功能如下:1)GND 接地端2)PKLMT 峰值限制端,接电流检测电阻的电压负端,当电流峰值过高时,电路将被关闭.3)CAOUT 电流放大器CA输出端4)ISENSE 电刘检测端,内部接CA输入负端,外部经电阻接电流检测电组的电压正端5)Mult Out 乘法器输出端,即电流检测另一端,内部接乘法/除法器输出端和CA输入正端,外端经电阻接电流检测电阻的电压负端6)JAC 输入电流端,内部接乘法/除法器输入端,外部经电阻接整流输入电压的正端7)UA Out 电压放大器UA输出端,内部接乘法/除法器输入端,外部接RC反馈网络.8)URMS 有效值电源电压端,内部经平方器接乘法/除法器输入端,起前馈作用,URMS的数值范围为1.5~4.77v9)REF 基准电压端,产生7.5V基准电压10)ENA 起动端,通过逻辑电路控制基准电压,振荡器,软起动等11)USENSE 输出电压检测端,接电压放大器UA的输入负端12)RSET 外接电阻RSET端,控制振荡器充电电流及限制乘法/除法器最大输出13)SS 软起动端14)CT 外接电容CT端,CT为振荡器定时电容,使产生振荡频率为f=1.25/RSET*CT15)Vcc 集成电路的供电电压Vcc,额定值22V16)GTDRV 门极驱动端,通过电阻接功率MOS开关管门极,该端电位钳在15V(四)DNA 1002 CP共16Pin,该IC有OUP,UVP功能,其各Pin功能如下:1)LATCH 当过电压欠电压时,此脚为高电平,此脚为低电平表示输出正常.2)COM 信号地3)PG 正常工作时此脚为高电平PG信号输出.4)TDON 接个电容到地,产生PG延时.5)REMOTE REMOTE ON/OFF端,为低则ON,为高则Pin1高6)TDOFF 接个电容到地,起到延迟关机作用,产生PF7)DUV 接个电容到地,这样在电容充电电压小于2.5V参考电压时,不做欠电压检测,而当充电电压大于2.5V参考电压时,欠电压检测恢复.8)BSENSE 在IC内部,此Pin是电压供应比较器的同相输入,当此Pin电压低于2.5v时,则Pin3与Pin7会变低.9)V5 检测+5V的过电压与欠电压,其UUP点4.0~4.24V,OVP点为6.0~6.39V10)V12 检测+12V的过电压与欠电压,其UUP点为9.4~9.99V,OVP点为14.45~15.35V11)V-12 检测-12V的过电压与欠电压,此脚接参考电压,失去此功能12)V3.3 检测3.3V的过电压与欠电压,此脚接Vcc,则失去此功能,其UUP点为1.09~1.16V,OVP点为1.43~1.52V13)V-5 检测-5V的过电压与欠电压,此脚接参考电压,则失去此功能14)RCRNT 接个电阻到地,从而产生内部恒流15)VREF 2.5V参考电压输出16)Vcc IC电源。
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4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
1.IGBT栅极驱动电路 1.IGBT栅极驱动电路
图4.11 栅极驱动电路
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
(a)直接驱动50A系列IGBT的P250 (a)直接驱动50A系列IGBT的 图4.12 光电耦合器应用实例
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
4.2.1 功率晶体管的工作状态
图4.3 功率晶体管的工作模式
4.2.1 功率晶体管的工作状态
图4.4 电阻性负载时功率晶体管开关工作时试验电路与波形
4.2.1 功率晶体管的工作状态
图4.5感性负载时功率晶体管开关工作时试验电路与波形 4.5感性负载时功率晶体管开关工作时试验电路与波形
4.2.2 额定电流
最高结温 − 外壳温 pc = Rth ( j −c )
4.3 功率MOS场效应晶体管 功率MOS MOS场效应晶体管
MOSFFT管的三端引脚为：漏极、栅极和源 MOSFFT管的三端引脚为：漏极、栅极和源 极。按照载流子的性质，MOSFET可分为N 极。按照载流子的性质，MOSFET可分为N 沟道和P 沟道和P沟道两种类型。
4.6.3 恒流源电路
图4.26 恒流源电路（拉电流负载）
4.6.3 恒流源电路
图4.27 恒流源电路（灌电流负载）
4.6.4 比较器
图4.28 TL431构成的比较器 TL431构成的比较器
4.6.5 电压监视器
图4.29 电压监视器
4.7 开关电源中使用的厚膜电路 4.7.1 概述
厚膜电路是在阻容元件和半导体技术基础 上发展起来的一种混合集成电路。它是利 用厚膜技术在陶瓷基片上制作模式元件和 连接导线，将某一单元电路的各元件集成 在一块陶瓷基板上，使之成为一个整体部 件，其外型有封闭和开放两种封装形式。
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
图4.14 高速电流检测方式
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
图4.15 间隙 脉冲方式
图4.16 脉冲变化率控制方式 图4.16 脉冲变化率控制方式 脉冲变化率控制方式 脉冲变化率控制方式
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
4.4.2 IGBT的输出特性和主要参数 IGBT的输出特性和主要参数
(4)阈值电压UGE(th)是IGBT实现电导调制而导通 (4)阈值电压UGE(th)是IGBT实现电导调制而导通 的最低G 的最低G、E间电压。25℃时UGE(th)的范围在2～ 间电压。25℃时UGE(th)的范围在2 6v之间，UGE(th)值随温度升高略有下降，温度每 6v之间，UGE(th)值随温度升高略有下降，温度每 升高1℃时，其值约下降5mV。 升高1℃时，其值约下降5mV。 (5)开通时间TON即为IGBT在开通过程中从驱动电 5)开通时间TON即为IGBT在开通过程中从驱动电 压UGE脉冲前沿的0.1UGE处起至Ic上升到0.9Ic处 UGE脉冲前沿的0.1UGE处起至Ic上升到0.9Ic处 所需的时间， (6)关断时间TOFF即为IGBT在关断过程中从UCE脉 (6)关断时间TOFF即为IGBT在关断过程中从UCE脉 冲后沿的0.9UGE处起至IC下降到0.1Ic处所需的时 冲后沿的0.9UGE处起至IC下降到0.1Ic处所需的时 间，IGBT的TON和TOFF在 间，IGBT的TON和TOFF在1～2μs之间。 2μs之间。
4.4 绝缘栅双极晶体管 4.4.1 概述
绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulted 绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulted Gate Bipolaar Transistor)结合了MOSFET与GTR Transistor)结合了MOSFET与 的优点。既具有输入阻抗高、速度快、热 稳定性好和驱功电路简单的特点，又具有 通态电压低、耐压高和承受电流大等优点。
图4.6 功率MOSFET的符号 功率MOSFET的符号
4.3.1 MOSFET管的主要特点 MOSFET管的主要特点
(1)开关速度快。 (1)开关速度快。 (2)高输入阻抗和低电平驱动。 (2)高输入阻抗和低电平驱动。 (3)安全工作区宽。 (3)安全工作区宽。 (4)热稳定性高。 (4)热稳定性高。 (5)易于并联使用，可简单并联，以增加其 (5)易于并联使用，可简单并联，以增加其 电流容量。 (6)管内并联漏源二极管。 (6)管内并联漏源二极管。
4.6 精密可调基准电源TL431 精密可调基准电源TL431
图4.22 TTL431引脚、符号及内部框图 TTL431引脚、符号及内部框图
4.6.1 精密基准电压源
图4.23 精密基准电压源
4.6.2 可调稳压电源
图4.24 可调式稳压电源
4.6.2 可调稳压电源
图4.25 过电压保护电路
(b)高共模抑制比，高耐压的TLP582 (b)高共模抑制比，高耐压的TLP582 图4.12 光电耦合器应用实例
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
2.IGBT保护电路 2.IGBT保护电路
图4.13 晶体管GBT应用技术
IGBT的保护，有过流保护、栅极过压欠压 IGBT的保护，有过流保护、栅极过压欠压 保护、超出安全工作区保护、过压保护以 及过热保护等。 1. IGBT负载短路保护。短路保护电路大致 IGBT负载短路保护。短路保护电路大致 有四种类型。
图4.18 浪涌电压吸收电路及其工作波形
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
3.IGBT的串联和并联 3.IGBT的串联和并联 IGBT并联运行时应注意以下几个问题 IGBT并联运行时应注意以下几个问题
a、集电极发射极间饱和电压降的选择； b、每个元件要接适当的栅极电阻； c、开关时间(TON和TOFF)的选择； 、开关时间(TON和TOFF)的选择； d、元件温度均衡； e、对称接线，持别是发射极接线要尽量短； f、栅极驱动电路高速化； g、加接浪涌电压吸收电路。
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
4.使用中注意事项 4.使用中注意事项
1）栅极振荡的防止。 2）栅极过电压的防止。 3）栅极噪声的防止。 4）浪涌电压的降低。
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
图4.19 IGBT栅极处理技术 IGBT栅极处理技术
4.5 光电耦合器
光电耦合器的作用是进行电气隔离，同时 又能进行信号的传输，光电耦合器由发光 器件和受光器件组成，其连接发光源的引 线称为输入端，连接受光器的引线为输出 端。当输入端加上信号时，激光发光器件 发光。受光器件受光照后，由于光敏效应 产生光电流通过输出端输出，实现以光为 媒介的电信号的传输。
安全工作区(SOA)表示晶体管安全工作时的 安全工作区(SOA)表示晶体管安全工作时的 电压、电流的范围，分为正向偏置安全工 作区，反向偏置安全工作区和短路安全工 作区。 正向偏置安全工作区 反向偏置安全工作区 短路安全工作区
4.2.4 功率晶体管的特性
功率晶体管一般为开关工作状态，而且工 作电流较大。 瞬态热阻特性表示功率晶体管消耗单位功 率时，PN结温与外壳温之间关系 率时，PN结温与外壳温之间关系
电源技术
大连理工大学电气工程学院 王宁会
开关电源主要元器件
4.1二极管 4.1二极管 4.2功率晶体管 4.2功率晶体管 4.3功率MOS场效应晶体管 4.3功率MOS场效应晶体管 4.4绝缘栅双极晶体管 4.4绝缘栅双极晶体管 4.5光电耦合器 4.5光电耦合器 4.6精密可调基准电源TL431 4.6精密可调基准电源TL431 4.7开关电源中使用的厚膜电路 4.7开关电源中使用的厚膜电路 4.8开关电源中使用的电容器 4.8开关电源中使用的电容器
4.2 功率晶体管
晶体管按其工作原理分为双极型晶体管与 单极型晶体管，按其结构分为单管形式与 复合形式(达林顿结构) 复合形式(达林顿结构)。
图4.2 达林顿结构
4.2.1 功率晶体管的工作状态
功率晶体管的工作状态可分为截止、饱和 与放大三个区域，功率晶体管主要作为功 率控制用的开关元件，工作于截止与饱和 两种状态。
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
图4.17 关闭栅极控制方式
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
2. 浪涌电压吸收电路，IGBT是一种安全工 浪涌电压吸收电路，IGBT是一种安全工 作区宽，使用简单的功率元件。但开关速 度高易产生浪涌电压，因此一般要采用浪 涌钳位电路。
4.4.3 IGBT应用技术 IGBT应用技术
4.3.2 功率MOSFET管的驱动电路 功率MOSFET MOSFET管的驱动电路
图4.7 MOSFET的驱动电路 MOSFET的驱动电路
4.3.3 MOSFET的选择与保护 MOSFET的选择与保护
在设计MOSFET电路时应注意以下几点: 在设计MOSFET电路时应注意以下几点: 应尽量减少与MOSFET各管脚接线的导线长度，特 应尽量减少与MOSFET各管脚接线的导线长度，特 别是栅极引线长度，如果实在无法减少，可以用 小磁环或一个小电阻R1与MOSFET管栅极串联。使 小磁环或一个小电阻R1与MOSFET管栅极串联。使 用这两个元件应尽量靠近开关管的栅极，以消除 寄生振荡。 由于MOSFET具有很高的输入阻抗，为了避免电路 由于MOSFET具有很高的输入阻抗，为了避免电路 正反馈引起的振荡，驱动源的阻抗必须很低。当 MOSFET的直流输入阻抗很高时，它的动态阻抗( MOSFET的直流输入阻抗很高时，它的动态阻抗(交 流输入阻抗) 流输入阻抗)会随着工作频率的变化而变化。
4.6 精密可调基准电源TL431 精密可调基准电源TL431
TL431精密可调电源有如下特点： TL431精密可调电源有如下特点： 稳压值从2.5~36V连续可调 稳压值从2.5~36V连续可调 参考电压源误差1.0%,低动态输出电阻，典 参考电压源误差1.0%,低动态输出电阻，典 型值为0.22 型值为0.22 输出电流1.0~100mA 输出电流1.0~100mA 全温度范围内温度特性平坦,典型值为50ppm 全温度范围内温度特性平坦,典型值为50ppm 低输出噪声电压。