开关电源基础知识简介
开关电源学习介绍
开关电源学习介绍开关电源是一种转换电压类型和/或电流大小的电源，其工作原理是通过使用开关管和其他电子元件来实现定期切换电源输入和输出的方式。
相较于传统的线性电源，开关电源具有高效率、小体积、轻重量等优点，在现代电子设备中应用广泛。
接下来将介绍开关电源的基本原理、工作方式、应用领域以及相关的学习内容。
一、开关电源的基本原理：开关电源的工作原理是利用了开关管的开关特性，通过改变电源输入电压形式和周期，来实现变换输出电压类型和/或电流大小。
开关管将输出电流连续地开关导通和截断，通过调制开关周期和占空比来控制输出电压和电流。
二、开关电源的工作方式：开关电源工作原理分为两种方式，分别为单端工作和双端工作。
单端工作方式是通过一段纯电感元件和一个存储元件来实现，而双端工作方式则需要两段纯电感元件和两个存储元件。
三、开关电源的应用领域：开关电源广泛应用于各种电子设备和系统中，例如计算机、通信设备、电视机、音响、工业自动化、医疗器械等。
由于其效率高、可靠性好、稳定性强，因此成为现代电子设备不可或缺的供电方式。
四、开关电源学习内容：1.开关电源的基本原理和工作方式：学习开关电源的工作原理和基本电路结构，掌握开关管、电感、电容、二极管等元件的使用方法和特性。
2.开关电源的设计和调试方法：学习开关电源的设计流程和方法，了解开关电源的电路布局、元件选型和组装技巧，掌握开关电源的调试和故障排除方法。
3.开关电源的应用与实践：学习开关电源在各种电子设备中的应用技术和实践经验，了解开关电源在不同应用领域的设计要求和特点，掌握根据实际需求设计和优化开关电源的能力。
4.开关电源的性能测试与评估：学习开关电源的性能指标和测试方法，掌握开关电源输出电压、电流、效率等性能参数的测试技术和评估方法。
在学习开关电源的过程中，可以通过相关教材、网络资源、实验等多种途径进行学习和实践。
同时，了解电力电子学、模拟电路和数字电路等相关知识也是深入学习开关电源的基础。
零起点学开关电源设计基础篇
零起点学开关电源设计基础篇
开关电源是一种高效、稳定、小型化的电源供应器，广泛应用于现代电子设备中。
想要学习开关电源设计基础知识，需要掌握以下几个方面的内容：
1. 开关电源的基本原理
开关电源是一种能够将交流电转化为直流电的电源供应器。
它通过开关管对输入电压进行开关控制，使交流电的平均值变为直流电。
整个开关电源由输入滤波电容、整流电路、开关变换器、输出滤波电容、稳压电路等部分组成。
2. 开关电源的分类
开关电源可以根据输入电压的不同，分为交流输入型和直流输入型；根据输出功率的不同，分为低功率（小于100W）、中功率（100W-1KW）和高功率（大于1KW）；根据拓扑结构的不同，分为Buck型、Boost型、Buck-Boost型、Cuk型、Sepic型、Flyback型、Forward 型等。
3. 开关电源的主要元器件
开关电源的主要元器件包括开关管、二极管、电感、电容、变压器、稳压管等。
4. 开关电源的设计步骤
开关电源的设计步骤主要包括：计算输入电容、整流电路的设计、选择开关变换器拓扑结构、计算开关变换器元器件参数、稳压电路的设计、确定滤波电容电感的参数、进行仿真和优化。
5. 开关电源的性能指标
开关电源的主要性能指标包括输出电压、输出电流、输出功率、效率、稳定性、负载调整能力、温度特性等。
以上是零起点学开关电源设计基础的一些内容，希望对初学者有所帮助。
开关电源知识
开关电源知识一、开关电源的概念和分类开关电源是一种将交流电转换为直流电供给电子设备使用的电源。
按照输出功率的大小，可以分为小功率开关电源和大功率开关电源。
按照工作方式的不同，可以分为单端开关电源和双端开关电源。
二、开关电源的工作原理1.整流滤波：将输入的交流电通过整流桥变成直流信号，再通过滤波器去除掉残留的交流成分，得到平滑的直流信号。
2.功率因数校正：由于负载变化导致输入功率因数不稳定，需要进行校正。
3.逆变：将直流信号通过高频变压器转换成高频交流信号。
4.输出整形：将逆变后得到的高频交流信号通过输出整形器转换成稳定的直流输出。
三、开关管1. MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：具有低导通阻抗、高速度等优点，常用于低压、小功率开关电源中。
2. IGBT（绝缘栅双极性晶体管）：具有大功率承载能力、可靠性好等优点，常用于大功率开关电源中。
3. 晶闸管：具有低导通阻抗、高稳定性等优点，常用于直流电机控制中。
四、开关电源的优缺点1. 优点：效率高、体积小、重量轻、稳定性好。
2. 缺点：噪音大、EMI（电磁干扰）严重，需要进行滤波处理。
五、开关电源的应用1. 通讯领域：手机充电器、路由器、交换机等。
2. 工控领域：PLC（可编程逻辑控制器）、伺服驱动器等。
3. 家用电器领域：LED灯带驱动器、音响等。
六、开关电源的故障及维修1. 故障表现：输出电压不稳定，有杂音或噪声等。
2. 维修方法：（1）检查输入端是否接触良好；（2）检查整流桥是否损坏；（3）检查滤波器是否失效；（4）检查输出整形器是否正常工作。
开关电源的基本知识
开关电源的基本知识开关电源的基本知识一、电源的定义将交流电转换为PC（个人电脑）电脑工作所需要的直流电的转换器。
二、电源的重要性对于电脑来讲，最重要的两个硬件是CPU和电源，CPU相当于人的大脑，电源相当于人的心脏，据统计，电脑故障的40%-60%是由电源引起的，而一台电源只占整机的2%-3%，电源选用不当，不但可能烧毁CPU，主板、硬盘，还可能造成其它损失。
三、开关电源的工作原理及工作流程开关电源的工作原理是通过运行高频开关技术将输入的较高的交流电压（AC）转换为PC电脑工作所需要的较低的直流电压（DC）工作流程：当市电进入电源后，先经过轭流线圈和电容滤去除高频杂波和干扰信号，然后经过整流和滤波得到高压直流电，接着进入电源的核心部分-开关电路。
开关电路把直流电转为高频脉动直流电，再送高频开关变压器降压，然后滤除高频交流部分，这样最后输出供电脑使用相对纯净的低压直流电。
市电经过扼流线圈和电容滤除杂波和干扰信号。
再经过电感线圈和电容，通过全桥电路整流，和大容量的滤波电容滤波后，电流由高压交流电转为高压直流电，再经过两个开关管的轮流导通的截止，将直流电转为高频率的脉动直流电，接下来，再送到高頻开关变压器上进行降压。
降压后的脉冲电压同样要经过二级管和滤波电容进行整流和滤波，此外还会有碍1-2个电感线圈的滤波电容一起滤除高频交流成分。
四、电源的接口电源内部提供多组接口，其中主要是二十芯的主板插头、四芯驱动器插头和四芯小软驱专用插头。
二十芯的主板插头只有一个且具有方向性，可以有效的防止误插，插头上还带有固定装置可以钩住主板上的插座，不至于接反。
ATX电源接口根据输出电压的不同可分为+5V、+12V、+3.3V、-5V、-12V和+5V SB等，这些接线颜色也不同。
①+5V（红色线）。
主要用于主板供电，包括主板、内存、CPU 和一些主板上的其他设备。
光驱、硬盘的信号电器也由+5V电源供电。
②+12V（黄色线）。
开关电源知识点总结
开关电源知识点总结开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备。
它由输入端、输出端和控制电路组成。
开关电源具有体积小、效率高、稳定性好等优点，在现代电子设备中得到广泛应用。
本文将从开关电源的工作原理、分类、特点以及应用等方面进行总结。
一、开关电源的工作原理开关电源的工作原理是利用开关管的导通和截止来实现电流的开关控制。
其基本电路由输入整流滤波电路、功率变换电路和输出稳压电路组成。
当输入交流电经过整流滤波电路后转换为直流电，然后经过功率变换电路进行直流电压的变换和调整，最后经过输出稳压电路得到稳定的直流电输出。
二、开关电源的分类根据输入电源的不同，开关电源可以分为交流输入型和直流输入型。
交流输入型开关电源主要用于家用电器等领域，直流输入型开关电源主要用于电子设备和通信设备等领域。
根据输出电压的性质，开关电源可以分为恒压型和恒流型。
恒压型开关电源输出电压恒定，适用于大多数电子设备；恒流型开关电源输出电流恒定，适用于LED照明等需求电流稳定的设备。
三、开关电源的特点1.效率高：开关电源的效率通常在80%以上，远高于传统的线性电源。
2.体积小：由于开关电源使用高频开关元件，可以大大减小变压器的体积，使整个电源的体积更加紧凑。
3.稳定性好：开关电源采用反馈控制，能够实现输出电压的稳定性和负载调整性能较好。
4.可靠性高：开关电源具有过载、过压、过流、短路保护等功能，能够有效保护电源和负载设备的安全。
5.工作频率高：开关电源采用高频开关元件，工作频率通常在20kHz以上，避免了传统电源的60Hz低频干扰。
四、开关电源的应用开关电源在各个领域都有广泛的应用。
在电子设备中，开关电源广泛应用于计算机、手机、平板电脑、电视等消费电子产品；在通信设备中，开关电源用于无线基站、通信交换机等设备；在工业控制领域，开关电源被广泛应用于PLC、变频器、伺服系统等设备；在LED照明领域，开关电源用于LED灯带、LED灯泡等。
总结：开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备，具有体积小、效率高、稳定性好等优点。
开关电源的基本概念
响应时间与稳定性
响应时间
指开关电源对负载变化做出反应 并稳定输出的时间。
稳定性
指开关电源输出电压或电流的稳 定程度，包括长期稳定性和瞬态
稳定性。
快速响应和稳定性
表明开关电源具有良好的动态性 能和调节能力，能够适应负载变 化并保持稳定的输出，提高了电
源的使用可靠性和稳定性。
04 开关电源的分类与选择
高频化与小型化
总结词
随着电子设备的发展，开关电源的高 频化和小型化成为了重要的技术发展 方向。
详细描述
高频化能够减小开关电源的体积和重 量，提高其功率密度和响应速度。而 小型化则能够满足电子设备日益紧凑 的需求，使开关电源更好地集成到各 种设备中。
智能化与网络化
总结词
智能化和网络化是开关电源未来发展的重要趋势，能够提高开关电源的性能和可靠性，同时方便对其 进行远程监控和管理。
高效、可靠、体积小、重量轻、 调节方便、输出稳定等。
开关电源的应用领域
通信领域
通信设备中大量使用开 关电源，如基站、交换
机等。
电力电子领域
电机控制器、逆变器、 UPS等。
工业控制领域
家电领域
各种自动化设备和控制 系统。
电视、冰箱、空调等家 电设备中也有广泛应用。
开关电源的基本组成
输入电路
输入电路的作用是接收外部电 源，并进行滤波和整流，将交
开关电源的电路结构
输入电路的作用是隔离和整流输 入电压，以减少对电网的干扰和 防止电源对电网产生谐波干扰。
控制电路的作用是根据输出电压 和电流的变化，自动调节开关管 的开通和关断时间比率，维持输 出电压的稳定。
开关电源主要由输入电路、功率 变换电路、控制电路、输出电路 等组成。
开关电源知识点总结
开关电源知识点总结开关电源是一种将交流电转换为直流电供应给电子设备使用的电源装置。
在现代电子设备中广泛应用，如计算机、手机、电视等。
本文将从开关电源的原理、分类、工作方式和应用等方面进行总结。
一、开关电源的原理开关电源的核心是开关电源变换器。
它通过开关管的开关动作，将交流电转换为直流电。
其工作原理主要包括两个过程：变压和整流。
变压过程是通过变压器将输入电压变换为适合开关管工作的电压，然后经过整流电路将交流电转换为直流电。
二、开关电源的分类开关电源可以根据输出电压的稳定性、输入电压范围、功率和用途等特点进行分类。
1. 从输出电压的稳定性来看，开关电源可以分为线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源通过线性调整器来稳定输出电压，但效率较低。
而开关稳压电源则通过开关管的开关动作来调整输出电压，效率较高。
2. 从输入电压范围来看，开关电源可以分为宽输入电压范围和窄输入电压范围的电源。
宽输入电压范围的电源适用于输入电压波动较大的场合，而窄输入电压范围的电源则适用于输入电压稳定的场合。
3. 从功率来看，开关电源可以分为小功率开关电源和大功率开关电源。
小功率开关电源适用于低功率设备，大功率开关电源适用于高功率设备。
4. 从用途来看，开关电源可以分为通用开关电源和专用开关电源。
通用开关电源适用于多种电子设备，而专用开关电源则针对特定设备进行设计。
三、开关电源的工作方式开关电源有两种主要的工作方式：连续导通模式和断续导通模式。
1. 连续导通模式是指开关管在每个工作周期内都处于导通状态。
这种工作方式的优点是输出电流波形较为平滑，适用于大功率输出。
但是由于开关管一直导通，会产生较大功率损耗。
2. 断续导通模式是指开关管在每个工作周期内都处于导通和截止两种状态之间切换。
这种工作方式的优点是开关管的功率损耗较小，适用于小功率输出。
但是由于开关管的开关频率较高，可能会产生较大的干扰。
四、开关电源的应用开关电源由于其高效率、小体积和稳定性好的特点，在各个领域得到了广泛应用。
开关电源基础知识学习资料
2011-7-23
开关电源最常用的三种拓朴电路9—Buck-Boost Converter 计算 开关电源最常用的三种拓朴电路 公式
输出电压为： D/1Vo/Vi = -D/1-D 这里给出电感的计算公式： L=(Vin-Vout)/((∆I*f)*(Vout-Vin))
总结： 总结：如何区分以上三种拓朴？这取决于电感的连接方式。 设置合适的参考地后，可以得到三个不同的端子，输入端，输出端， 参考地。若电感一端与地连接，则得到BUCK-BOOST电路；若电感 一端与输入端连接，则得到 BOOST电路；若电感一端与输出端连接， 则得到 BUCK电路。
I1 +
IL (VIN)(tON) IL= ----------L I1
0
time, t
2011-7-23
开关电源最常用的三种拓朴电路7—Buck-Boost Converter 工作 开关电源最常用的三种拓朴电路 原理
其主要元件：开关Q、二极管D、电感L、电容C2和负载 电阻。
2011-7-23
开关电源最常用的三种拓朴电路8—Buck-Boost Converter 工作 开关电源最常用的三种拓朴电路 原理
工作原理 1、当开关管Q导通Ton时，输入的直流电压Vi全部加在电感L两端，电 感上的电压是上正下负，电感中的电流方向是由上向下流的，在原 来的基础上线性增加，此时的电感储存能量； 2、当开关管Q截止Toff时，电感中的磁能变成电能，电感L两端相当于 一个电源变压器的绕组两端一样向外供电，电感中的电流方向与原 来方向相同，仍由上向下流动，但电压极性是上负下正，这个负电 压，通过二极管D整流和电容器C2滤波后，输出负的直流电压加在 负载RL上。 特点： 1、 所谓反转式，就是输入电压的正负极性颠倒后输出。输出和输入相 比可升可降。 2、buck-boost 是唯一纯“反激”拓朴，即从输入到输出的所有能量必 须先存储在电感中，其他电路都不具备此特性。
(整理)开关电源基础知识
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低．如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有.开关电源的工作原理是:1.交流电源输入经整流滤波成直流;2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源ATX电源的主要组成部分EMI滤波电路：EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰，在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。
一级EMI电路：交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路，这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。
二级EMI电路：市电进入电源板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波，然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路。
保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件，而限流电阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击。
开关电源基础知识介绍
开关电源基础知识介绍开关电源基础知识介绍现在电器化中常用的稳压电源有两大类：线性稳压电源和形状型稳压电源。
线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源。
它的优点是成本较低、稳压性能好、输出纹波小，它的缺点是工作效率较低，在中小功率应用场合用得较多。
形状型稳压电源是指开关电源中的调整管工作在截止区和饱和区。
它的工作状态就象普通机械开关一样，当调整管截止时相当开关断开，而调整管饱和导通时相当于开关接通。
这种起着开关作用的三极管我们就把它称为开关管，用开关管来稳定输出电源，我们就把它称为开关型稳压电源。
开关型稳压电源具有体积小、抗干扰能力强、损耗小、效率高、具有保护能力等优点。
计算机及其外部设备中，如计算机、打印机和显示器等都使用开关型稳压电源。
开关电源就其与负载联接的形式不同，可分为并联型和串联型两种。
并联型开关电源与串联型开关电源工作原理基本相同，电压调整范围也差不多。
它们主要区别在于：并联型开关电源，其电压输出端与电网间有开关变压器进行电路上的隔离，因此，机板上除与开关变压器初级相连的部分电路外，其余均不与市电相连，因此并联型号开关电源安全性好，容易与外界接口；而串联型号开关电源由于没有隔离变压器，整机的“地“有可能与电网火线相连，致使整机安全性差，不利于与外界接口。
并联型开关电源电路复杂，对开关管要求高，而串联型开关电源电路相对简单得多，成本也低。
开关电源就其开关管的被激励方式的不同，可分为自激式和他激式两种。
自激式开关电源由开关管、启动电路、反馈电路、稳压电路等组成，这种方式电路简单，稳压精度不高。
他激式开关电源中的开关管的工作状态是通过脉宽调制组件来完成的，这种方式虽然电路复杂，但具有稳压精度高、负载能力强等许多优点，现在电器设备中大多使用它源程序式开关电源。
在他激式开关电源中又可分为电压驱动型和电流驱动型两种。
电压驱动型是指通过电压驱动型脉宽调制组件驱动晶体开关管工作。
电流驱动型芯片有TL494、MC494等，在计算机电源中多使用电压驱动型脉宽调制组件。
开关电源基础知识
输入电压范围
• 输入电压是指客户端提供给开关电源的输 入电压，即电源能正常工作的电压。常见 的分为AC（交流）和DC（直流）输入两种 （或AC、DC均可）。
• 对于产品而言，输入电压均有范围，常见 的AC输入的有：176Vac~264Vac；90Vac ~132Vac；90Vac~264Vac等；而常见DC 输入的有：36VDC ~72VDC等。
温度系数
• 此指标主要是评估开关电源在其允许的环 境条件（泛指温度与湿度）下，其输出的 电压变化率是否满足要求；
• 影响温度系数的因数主要是开关电源的元 器件在环境变化后某些参数的偏移从而引 起整机参数的变化（对于产品而言即输出 电压）。
输出电流
• 输出电流是定义某一电源本身的特定参数； 一般定义每路输出所允许的负载电流范围 （描述最小电流和最大电流）；如不定义 最小电流值，则默认为最大电流值的10% 。
如果采用电源模块驱动感性如电动机，除应注意感生电动势外，还需注意电 动机的启动电流。一般来讲电动机的启动电流是正常工作标称值的6-8倍，电源 模块的保护电路可靠而灵敏，会因过流保护不能启动，须适当加大电源容量并 在订货时予以说明
关于可靠性
• 可靠性精确定义：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能 的能力。通常可以用平均无故障时间MTBF来表示。
开关电源简介介绍
汇报人： 日期:
• 开关电源概述 • 开关电源的基本组成 • 开关电源的应用 • 开关电源的技术指标 • 开关电源的设计与制造
• 开关电源的发展趋势和挑战 • 开关电源的未来应用和市场前景
01
开关电源概述
定义和分类
定义
开关电源是一种将交流电转换为 直流电的电源供应器，通过控制 开关的通断来调节输出电压和电 流。
工业4.0
03
智能制造和工业自动化对高可靠性、高效率的开关电源需求也
将增加。
技术竞争和产业格局变化
技术创新
未来开关电源产业将更加注重技术创新，拥有核心技术和专利的企业将更具竞争力。
产业整合
随着市场竞争加剧，将会出现更多的产业整合，提高行业集中度。
产品升级和替代趋势
高频化
高频开关电源具有更高的效率、更小的体积 和更低的成本，是未来发展的重要趋势。
应，开关电源能够提供高效、可靠的电源解决方案 。
04
开关电源的技术指标
开关电源的技术指标
• 开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设 备，广泛应用于电子设备、家用电器等领域。它 具有高效、节能、体积小、重量轻等优点，成为 现代电力电子设备中不可或缺的一部分。
通信设备
01
02
03
基站电源
通信设备中的基站需要稳 定的电源供应，开关电源 能够提供高效、可靠的电 源解决方案。
交换机电源
交换机是通信网络的核心 设备，开关电源能够为其 提供稳定、高效的电源供 应。
数据中心电源
数据中心需要大量的电力 供应，开关电源能够提供 高可靠性、高效的电源解 决方案。
计算机及外围设备
06
开关电源的发展趋势和挑战
开关电源简介
汇报人： 2024-01-06
目录
• 开关电源概述 • 开关电源的工作原理 • 开关电源的类型与特点 • 开关电源的性能指标 • 开关电源的设计与优化 • 开关电源的未来发展与挑战
01
开关电源概述
定义与特点
定义
高效能
小型源是一种将电能 进行转换的设备，通过 控制开关管的工作状态 ，将输入的直流电压或 交流电压转换成所需的 直流电压或交流电压输 出。
THANKS
谢谢您的观看
开关电源的转换效率高 ，能够减少能源浪费。
开关电源的体积小、重 量轻，便于携带和安装 。
开关电源具有较高的稳 定性和可靠性，能够保 证设备的正常运行。
开关电源具有智能控制 功能，能够实现远程控 制和监测。
开关电源的应用领域
通信领域
通信设备中大量使用开 关电源，如基站、交换
机等。
电力领域
开关电源在电力系统中 的应用广泛，如配电柜
、变压器等。
工业领域
工业自动化设备中需要 用到开关电源，如PLC
、变频器等。
家电领域
家电产品中也需要用到 开关电源，如电视、空
调等。
开关电源的发展历程
20世纪60年代
开关电源的初步发展，主要应 用于军事和航天领域。
20世纪70年代
开关电源开始进入民用领域， 广泛应用于通信、电力等领域 。
20世纪80年代
高频化与小型化技术
总结词
随着电子设备的小型化，高频化和小型化已成为开关电源的重要发展趋势。
详细描述
通过提高开关频率，可以减小滤波元件的体积和重量，进一步减小电源的体积 和重量。同时，高频化还可以提高电源的动态响应性能。
多输出与宽电压范围技术
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。
开关电源基础
详细描述
为了提高开关电源的功率密度，研究者们不断优化磁性元件和散热设计，减小产品的体 积和重量。同时，采用宽输入电压范围设计，使电源能够在较宽的电压范围内稳定运行， 提高了电源的适应性和可靠性。高功率密度与宽输入电压范围的开关电源能够更好地满
04 开关电源的性能指标
输入特性
输入电压范围
表示开关电源可以在一定范围内正常工作的 输入电压值。
电磁兼容性（EMC）
表示开关电源对电磁干扰的抑制能力，以确 保稳定运行。
输入电流
表示开关电源输入端允许的最大电流值。
浪涌电流
表示开关电源在启动时可以承受的电流峰值。
输出特性
01
02
03
04
输出电压范围
开关电源的效率与损耗
效率
开关电源的效率是指输出功率与 输入功率的比值，效率越高，表 示能量转换越充分。
损耗
开关电源的损耗包括开关管损耗 、磁性元件损耗、整流二极管损 耗等，这些损耗都会导致电源效 率降低。
03 开关电源的电路设计
输入滤波电路设计
输入滤波电路的主要功能是滤除电网 中的谐波和干扰，同时防止开关电源 产生的高频噪声对电网造成影响。
输出电压不稳定
问题2
分析
可能是反馈环路增益不足或负载变化剧烈。
解决
调整反馈环路增益；优化负载变化剧烈的情况。
06 开关电源的发展趋势与展 望
高效率与高可靠性
总结词
随着能源资源的日益紧张，高效利用能源已成为社会的共识。开关电源作为能源转换的重要设备，其 高效率和可靠性是未来发展的必然趋势。
详细描述
开关电源基础知识简介
1、输出纹波噪声的测量及输出电路的处理PWM 开关电源的输出的纹波噪声与开产频率有关。
其纹波噪声分为两大部分:纹波(包括开关频率的纹波和周期及随机性漂移和噪声(开关过程中产生。
周期及随机性漂移在纹波与噪声的测量过程中,如果不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真出的输出纹波噪声。
下面是推荐的测量方法:平行线测量法 :输出管脚接平行线后接电容 , 在电容两端使用 20MHz C 为瓷片电容,负载与模块之间的距离在 51mm 和 76mm(2in.和 3in 之间。
在大多数电路中 , 2、多路输出的交互调节及其应用交互调节的优点。
图中 lo1路负载电流、 Vo2为辅助路输出电压。
由图可见, 20%100% Io2在主路负载从 20%~100%变化时,辅助路输出电压随辅助路负载电流的变化曲线中,辅助路输出电压始终在 ±4%范围之内。
即使在最坏的情况,即主路空载、辅助路江载,主路满载、辅助路空载时其输出电压也能保证在标称电压的 ±10%范围之内。
由此,对于输出稳压精度要求不太高的情况下,这种不稳压的辅助输出不仅能够满足供电的条件, 而且相对成本低、器件少、可靠性高。
建议用户首先考虑不稳压的辅助输出的电源模块。
开关电源基础知识简介3、容性负载能力与电源输出保护建议用户对电源模块的阻性负载取大于 10%额定负载,这样模块工作比较稳定。
电容作为电源去耦及抗干扰的手段,在现代电子线路中必不可少,本公司的电源模块考虑此因素,都有相当的容性负载能力。
但由于考虑到电源的综合保护能力,尤其是输出过载保护, 容性负载能力不可能太大,否则保护特性将变差。
因此用户在使用过程中负载电容总量不应超过最大容性负载能力。
Vo输出电流保护一般有四种方式:●恒流式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的进一步的加重,略有增加,输出电压不断下降。
●回折式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的的加重,输出电压不断下降,同时输出电流也不断下降。
超详细！开关电源基础知识讲解
超详细！开关电源基础知识讲解一、前言：PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。
本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。
●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。
线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的“3”）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。
最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，但是对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。
对于线性电源而言，其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比：也即说如果输入市电的频率越低时，线性电源就需要越大的电容和变压器，反之亦然。
由于当前一直采用的是60Hz（有些国家是50Hz）频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。
此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。
由此可见，对于个人PC领域而言，制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动，因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。
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1、输出纹波噪声的测量及输出电路的处理PWM 开关电源的输出的纹波噪声与开产频率有关。
其纹波噪声分为两大部分：纹波（包括开关频率的纹波和周期及随机性漂移）和噪声（开关过程中产生）。
周期及随机性漂移在纹波与噪声的测量过程中，如果不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真出的输出纹波噪声。
下面是推荐的测量方法：平行线测量法:输出管脚接平行线后接电容,在电容两端使用20MHz C 为瓷片电容，负载与模块之间的距离在51mm 和76mm(2in.和3in)之间。
在大多数电路中,2、多路输出的交互调节及其应用交互调节的优点。
图中lo1路负载电流、Vo2为辅助路输出电压。
由图可见，20%100% Io2在主路负载从20%～100%变化时，辅助路输出电压随辅助路负载电流的变化曲线中，辅助路输出电压始终在±4%范围之内。
即使在最坏的情况，即主路空载、辅助路江载，主路满载、辅助路空载时其输出电压也能保证在标称电压的±10%范围之内。
由此，对于输出稳压精度要求不太高的情况下，这种不稳压的辅助输出不仅能够满足供电的条件，而且相对成本低、器件少、可靠性高。
建议用户首先考虑不稳压的辅助输出的电源模块。
开关电源基础知识简介3、容性负载能力与电源输出保护建议用户对电源模块的阻性负载取大于10%额定负载，这样模块工作比较稳定。
电容作为电源去耦及抗干扰的手段，在现代电子线路中必不可少，本公司的电源模块考虑此因素，都有相当的容性负载能力。
但由于考虑到电源的综合保护能力，尤其是输出过载保护，容性负载能力不可能太大，否则保护特性将变差。
因此用户在使用过程中负载电容总量不应超过最大容性负载能力。
Vo输出电流保护一般有四种方式：●恒流式：当到达电流保护点时，输出电流随负载的进一步的加重，略有增加，输出电压不断下降。
●回折式：当到达电流保护点时，输出电流随负载的的加重，输出电压不断下降，同时输出电流也不断下降。
●恒流-截止式：当到达电流保护点时，首先是恒流式●精确自恢复截止式：输出电流到达保护点，电源模块输出被禁止，负载减轻电路自恢复。
在大部分电路中使用恒流式与截止式较多，比较理想的保护方式是精确自恢复截止式，或者恒流-截止式保护。
其中恒流式、回折式保护本质上就是自恢复的，但输出短路时的功耗较大，尤其是恒流式。
而截止式、恒流-截止式保护的自恢复特性须加辅助复位电路来完成自恢复，其输出过载时的功耗可以通过复位电路的周期进行调整，即调整间歇启动的时间间隔。
一般电流保护1.2~2倍标称输出电流。
精确自恢复截止式电流保护点设定为标称输出电流1.2倍或1.3倍。
一般输出有过压嵌位保护。
4、负载瞬态响应当输出的负载迅速发生变化时，输出的电压会出现上冲或下跌。
电源模块经过调整恢复原输出电压。
这个响应过程中有两个重要的指标：过冲电压（ Vo）和恢复时间（tr）。
过冲越小，恢复时间越短，系统响应速度越快。
一般在25%的标称负载阶跃变化，输出电压的过冲为4%VO，恢复时间为500µS左右。
5、外围推荐电路1）输出电压的调节：本公司产品中有TRIM输出管脚的产品，可以通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节。
将电位器的中心与TRIM相连，在有+S，-S管脚的模块中，其他两端分别接+S、-S，没有相应主路的输出正负极（+S接Vo1，-S接GND上，调节电位器即可。
辅路跟随主路调节。
电位器阻值根据输出电压的大小选用5～20KΩ比较合适。
一般微调范围为±10%。
在直接与输出正负极相连时，请单独走线以免引入其他不必要的干扰。
2）遥控开/关电路模块的遥控开/关操作是通过REM一般控制方式有两种：●正逻辑控制方式：REM 态，模块工作；REM 端接低电平状态，模块关断。
●负逻辑控制方式：REM 端接低电平状态，模块工作；REM ●高低电平值参见产品系列说明。
●如果控制需要与输入端隔离则可以使用光耦作为传递控制信号。
如右图所示，R 只有在“悬空关断”的控制方式时才有必要使用。
3）DC/DC 产品输入保护电路：本公司的PWM 开关电源模块都有内置的滤波器，能满足一般电源应用的要求。
LCVINGND推荐用户使用下图的电路，输入加铝电解电容以吸收模块输入端的电压尖峰并为模块提供一定的维持电压，一般在25～50W 功率48V 输入的模块，选择几十微法左右的电容较为合适。
考虑到纹波的因素，尽量先用低ESR 的电容。
为了防止输入电源瞬态高压将电源模块烧毁，建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险管 使用，确保模块在安全的输入电压范围内。
为了降低共模噪声，可以增加Y 电容。
一般选择 1~10nF 高频电容。
在图中，R 为保险管、D1为反接保护二极管、 C 为滤波电容（如铝电解电容）、Cy 为Y 电容。
D2 为瞬态吸收二极管（P6KE 系列）。
标称电压厂家24VMotorola 48V Motorola 110VMotorola4)冗余热备份电路将相同的模块输出通过二极管并联使输出能力增倍，同时提高了电源系统的可靠性．原则上如果配合相应输出告警电路，将模块放在可以拆卸的母线上，出现故障的模块及时更换，电源系统将有非常高的可靠性。
这种方法并联的模块没有数量的限制。
下图中D 一般为肖特基二极管，在D 之前可以加告警电路来反映模块的好坏。
模块也须使用TRIM 进行相应的调整。
5）AC/DC 产品外围推荐电路如下图所示L 为火线，FUSE 为熔断器，N 为零线，C1为高频特性好的瓷片电容或聚酯电容，FG 为机壳，E1为铝电解电容，RT 为压敏电阻（标称电压470V 以上）--直径10mm 以上。
因模块电源已内置输出铝电解电容，用户可以不加E1电容。
如果用户的空间足够大，也可以选择允许的耐压值，容量不大于模块允许的容性负载值的铝电解电容，以提高模块的使用寿命。
FUSE RT L ～ N 负载（图5-8）输入电压范围18～36V 36～72V 72～144V推荐瞬态吸收二极管P6KE39AP6KE75A P6KE150A6、热设计由于电源模块的转换效率不可能是100%，因此自身有定的功耗，电源模块本身发热的高低，主要取决于电源模块的转换效率。
在一定外壳散热条件下，电源模块存在一定的温升（即壳温与环境温度的差异）。
电源模块外壳散热表面积的大小直接影响温升。
对于环境温度较高的地方须将模块降额使用以减小模块的功耗，从而减小温升，保证外壳温度不超过极度限值。
推荐用户根据环境条件降额使用模块电源，以获得较大的安全余量。
右图给出了各种条件下0 25 50 85的降额曲线，用户可以估算一下需要降额的幅度。
温度（℃）各种条件下的降额曲线对于功率较大的模块，须加相应的散热器以使模块的温升下降。
不同的散热器在自然散热的条件下有不不同的对环境的热阻，主要影响散热器热阻的因素是散热器的表面积。
一、散热器的选择：散热器的选择步骤如下：1、由产品说明书我们可以知道：电源模块的效率（η）；最大基板允许温度（Tmax), 则:电源的耗散功率: P D =P O (1-η)/η (1)温差: △T=Tmax-Ta (2)式中:Ta 为环境温度。
2、由前面的公式（1）,（2）可以求出电源模块消耗的P D 及模块外壳与周围流体（空气）的温差△T 。
这样散热器所需要的热阻R th 可由下式求出：Rth=△T/PD (3)接下来我们只要查散热器的产品目录或手册，从中找出与电源模块尺寸相当的、在合适环境及自然对流与辐射下的热阻值小于R th 的散热器即可。
3、我们也可以采用铝平板作为散热器，如图6-2是铝平板散热器的热阻曲线图，选择符合要求的铝平板散热器的尺寸即可。
如果用户手中有散热器，又不知道其参数，可查得的铝平板散热器的尺寸估算一下手中散热器面积合适与否。
因为自冷式散热器最主要的参数是散热面积。
R （th ）saR （th ）sa6 6(℃/W)4422 0200 400 600 800 1000100 400 600 800 1000散热面积(cm²) 散热面积(cm²)(a)水平放置(b)垂直放置热阻℃/W输出功率百分比4、在强制风冷的情况下散热器的选择与自然 1.4对流情况下的散热器的选择其方法是类似的。
虽然流体（空气）温度对决定需要多大的热阻很重要，但不是 1.2选择散热器的主要元素，只有气流速度才是选择散热器热阻的重要因素。
右图某散热器热阻与空气流速典型 1.0关系曲线。
客户可根据此曲线趋势、风速来确定热阻，再选择散热器。
0.8其中LFM（Linear Feet per Minute)=5.08*10‐³0.6二、装嵌方式： 0.4在自然对流和辐射情况下，散热器安装的一般指导原则是：对于长方形的电源而言，基板较长的方向 0.2应该是水平的。
沟道应该垂直以便于形成“烟囱效应”而有利于散热。
当有外界强制风冷的情况下，电源模块的放置要以不对气流的自由流动形成障碍为原则。
散热器与模块电源之间一定要涂一层导热脂，气流速度（LFM）散热器与铝基板之间的结合要紧密，但不要因过紧散热器热阻与空气速流的关系曲线造成变形。
7、可靠性设计本公司提供的可靠性参数MTBF是根据MIL-HDBK217可靠性预测的标准计算出来的，在计算过程中考虑现代器件的发展状态，根据一些厂家提供的可靠性指标进行了一定的修正。
温度是影响电源模块整体可靠性的重要因素，一般每降低10℃模块的MTBF增大20%。
在较高的温度下，MTBF迅速下降。
因此尽量降代模块的温度对提高其可靠性有很大好处。
重要提示：工业级产品必须进行型式认定，单列直插式SIP产品在震荡实验中由于引脚和产品受力不平衡，易于造成引脚断裂和产品脱落，本公司建议应用者尽量使用双列直插DIP型的产品。