《开关电源培训资料》PPT课件
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开关电源知识讲座PPT课件
正效率低，而且不稳定，并且整体电路体积较大。
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第三部分:高频开关电源模块框图
❖ 逆变（DC-AC变换）：将整流后的直流变为高频脉冲电，它是 高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率 之比越小；当然并不是频率越高越好，这里涉及元器件的成 本、干扰、功耗等多种因素，我们采用开关管频率150KHZ— 420KHZ。
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第二部分:高频开关电源组成
❖ 监控模块
监控模块监视整个电源系统的运行，发布命令控制 整流器及LVDS的运行。每个模块都被监视，一旦发 生影响系统性能的故障，便触发告警器。 监控模块的主要功能有信号采集、参数设置、 故障 记录、 控制功能、 电池管理以及通信功能等
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MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电 子器件
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谢 谢！
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个人观点供参考，欢迎讨论！
直流配电单元 LVDS（低压脱离）开关 监控模块
整流模块
机架
C级防雷模块 交流配电单元
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第二部分:高频开关电源组成
DCD
直流配电模块
LVDS
LVDS（低压脱离模块）
ACD
交流配电模块
SM50/SM60
监控模块
ABCABC
A
B
C
A
B
C
整流模块
ABCABC
ABCABC
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第二部分:高频开关电源组成
指示窗
气体放电管
防雷空开
压敏电阻
如何判断C级防雷器好坏？ 防雷空开作用是什么？
开关电源基础知识学习资料PPT课件
2020/11/13
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。
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。
《开关电源资料》课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《开关电源资料》ppt课件
• 开关电源概述 • 开关电源的工作原理 • 开关电源的类型 • 开关电源的设计与优化 • 开关电源的测试与验证 • 开关电源的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
开关电源概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
小型化、轻量化、薄型化
总结词
随着电子设备的便携化和轻薄化，对开关电源的小型 化、轻量化、薄型化的需求也日益迫切。
详细描述
为了满足这一需求，开关电源不断探索新的材料、新的 工艺和新的设计理念。例如，采用新型的磁性材料和绝 缘材料，减小了电源的体积和重量；采用薄膜工艺和微 加工技术，实现了电源的薄型化设计；同时，通过优化 电路拓扑和控制算法，进一步减小了电源的体积和重量 。此外，一些新型的开关电源拓扑结构如LLC谐振半桥 等也在不断发展，为开关电源的小型化、轻量化、薄型 化提供了更多的可能性。
温湿度循环测试
模拟实际使用环境中的温湿度变化，检验开 关电源的适应性和可靠性。
短路与过载保护测试
验证开关电源在短路和过载情况下的保护功 能和可靠性。
开关电源的环境适应性测试
温度适应性测试
在不同温度条件下测试开关电源的性 能表现，确保满足宽温范围的工作需 求。
湿度适应性测试
在湿度环境下测试开关电源的性能表 现，确保满足湿度要求。
输入电压通过输入电路进入开关电源 。
输出电路将开关管输出的脉动电压平 滑为稳定的输出电压，供给负载使用 。
控制电路根据输入电压和输出电压的 反馈信号，调节开关管的通断时间， 从而调节输出电压和电流。
保护电路实时监测电源的工作状态， 在异常情况下及时切断电源或降低输 出，保护电源不受损害。
《开关电源资料》ppt课件
• 开关电源概述 • 开关电源的工作原理 • 开关电源的类型 • 开关电源的设计与优化 • 开关电源的测试与验证 • 开关电源的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
开关电源概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
小型化、轻量化、薄型化
总结词
随着电子设备的便携化和轻薄化，对开关电源的小型 化、轻量化、薄型化的需求也日益迫切。
详细描述
为了满足这一需求，开关电源不断探索新的材料、新的 工艺和新的设计理念。例如，采用新型的磁性材料和绝 缘材料，减小了电源的体积和重量；采用薄膜工艺和微 加工技术，实现了电源的薄型化设计；同时，通过优化 电路拓扑和控制算法，进一步减小了电源的体积和重量 。此外，一些新型的开关电源拓扑结构如LLC谐振半桥 等也在不断发展，为开关电源的小型化、轻量化、薄型 化提供了更多的可能性。
温湿度循环测试
模拟实际使用环境中的温湿度变化，检验开 关电源的适应性和可靠性。
短路与过载保护测试
验证开关电源在短路和过载情况下的保护功 能和可靠性。
开关电源的环境适应性测试
温度适应性测试
在不同温度条件下测试开关电源的性 能表现，确保满足宽温范围的工作需 求。
湿度适应性测试
在湿度环境下测试开关电源的性能表 现，确保满足湿度要求。
输入电压通过输入电路进入开关电源 。
输出电路将开关管输出的脉动电压平 滑为稳定的输出电压，供给负载使用 。
控制电路根据输入电压和输出电压的 反馈信号，调节开关管的通断时间， 从而调节输出电压和电流。
保护电路实时监测电源的工作状态， 在异常情况下及时切断电源或降低输 出，保护电源不受损害。
《开关电源培训》PPT课件
软磁铁氧体又是开关电源中主要应用的软磁材料。
可整理ppt
18
在开关电源中，应用得最多的材料是软 磁铁氧体。主要有两类：MnZn铁氧体和 NiZn铁氧体。镍锌(NiZn)铁氧体具有更高的 电阻率，因此它适合工作在1MHz以上的场 合；而锰锌(MnZn)铁氧体电阻率较低，通 常工作在1MHz以下。铁氧体的结构形式很 多，开关电源中应用较多的是EE、EI、U、 环形。
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3
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4
开关电源需要具备的三个条件： 1、开关：电力电子器件工作在开关状态。 2、高频：器件工作在高频（如50KHZ），而
非工频状态。 3、直流：电源输出直流。DC-DC变化。
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5
二、开关电源拓扑
电气非隔离型：Buck电路、Boost电路、升 降压、Cuk、Sepic、Zeta
（2）剩余磁感应强度Br ：铁磁物质磁化到饱和后，又将磁 场强度下降到零时，铁磁物质中残留的磁感应强度，即为 Br。称为剩余磁感应强度，简称剩磁。
（3）矫顽力Hc ：铁磁物质磁化到饱和后，由于磁滞现象，
要使磁介质中B为零，需有一定的反向磁场强度-H，此磁 场强度称为矫顽磁力Hc。
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如果磁滞回线很宽，即Hc很高，需要很大的 磁场强度才能将磁材料磁化到饱和，同时需要很 大的反向磁场强度才能将材料中磁感应强度下降 到零，也就是说这类材料磁化困难，去磁也困难， 我们称这类材料为硬磁材料。
在一个开关周期内，开关管导通的时间占整 个周期的比例称为导通占空比D。很明显，当开 关周期不变时，导通占空比越大，负载上获得的 直流电压越大。这就是PWM在开关电源中的应用。
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2
顾名思义，开关电源中的电力电子器件工作 在开关状态，这是相对于线性稳压电源来说的。 线性稳压电源中的开关管工作在线性放大状态。 所以，我们先来回顾一下线性稳压电源的工作原 理。
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在开关电源中，应用得最多的材料是软 磁铁氧体。主要有两类：MnZn铁氧体和 NiZn铁氧体。镍锌(NiZn)铁氧体具有更高的 电阻率，因此它适合工作在1MHz以上的场 合；而锰锌(MnZn)铁氧体电阻率较低，通 常工作在1MHz以下。铁氧体的结构形式很 多，开关电源中应用较多的是EE、EI、U、 环形。
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开关电源需要具备的三个条件： 1、开关：电力电子器件工作在开关状态。 2、高频：器件工作在高频（如50KHZ），而
非工频状态。 3、直流：电源输出直流。DC-DC变化。
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二、开关电源拓扑
电气非隔离型：Buck电路、Boost电路、升 降压、Cuk、Sepic、Zeta
（2）剩余磁感应强度Br ：铁磁物质磁化到饱和后，又将磁 场强度下降到零时，铁磁物质中残留的磁感应强度，即为 Br。称为剩余磁感应强度，简称剩磁。
（3）矫顽力Hc ：铁磁物质磁化到饱和后，由于磁滞现象，
要使磁介质中B为零，需有一定的反向磁场强度-H，此磁 场强度称为矫顽磁力Hc。
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如果磁滞回线很宽，即Hc很高，需要很大的 磁场强度才能将磁材料磁化到饱和，同时需要很 大的反向磁场强度才能将材料中磁感应强度下降 到零，也就是说这类材料磁化困难，去磁也困难， 我们称这类材料为硬磁材料。
在一个开关周期内，开关管导通的时间占整 个周期的比例称为导通占空比D。很明显，当开 关周期不变时，导通占空比越大，负载上获得的 直流电压越大。这就是PWM在开关电源中的应用。
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顾名思义，开关电源中的电力电子器件工作 在开关状态，这是相对于线性稳压电源来说的。 线性稳压电源中的开关管工作在线性放大状态。 所以，我们先来回顾一下线性稳压电源的工作原 理。
开关电源基本知识培训讲议共55页PPT资料
整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流 电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
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。
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。
《开关电源基础讲解》课件
开关电源的发展经历了多个阶段，从最早的线性电源到现代的开关电源技术， 不断提升功效和稳定性。
常见的开关电源类型
AC-DC开关电源
将交流电转换为直流电的开关电源，广泛应用于各种电子设备。
DC-DC开关电源
实现不同电压级别的转换，常用于电子设备中的电源管理。
DC-AC逆变器
将直流电转换为交流电的开关电源，用于太阳能发电等领域。
开关开关电路
实现高频脉冲开关，控制电能的转换。
整流电路
将交流输入电压转换为直流电压。
输出滤波电路
消除开关电源输出的纹波电压，保证输出稳定性。
开关电源的输入端和输出端
开关电源的输入端接入交流电源，输出端连接电子设备，通过变换和稳定电 能实现设备的正常工作。
开关电源的保护电路
为了保护开关电源和电子设备，通常会采用过压保护、过流保护、短路保护 等多种保护电路。
电源管理芯片的作用
电源管理芯片用于监控和控制开关电源的工作状态和性能，提高系统稳定性和效率。
《开关电源基础讲解》 PPT课件
本PPT课件详细介绍了开关电源的基础知识和应用领域，包括历史发展、原理、 优缺点、组成部分、工作原理和性能参数等。
什么是开关电源？
开关电源是一种通过将输入电能转换为高频脉冲信号，经过变变换、整流 和滤波等处理后，获得稳定输出电压或电流的电源。
开关电源的历史和发展
开关电源的优缺点
1 优点
高效率、稳定性好、体积小、重量轻、可靠 性高。
2 缺点
造价较高、存在电磁干扰等问题。
开关电源的工作原理和性能参数
工作原理
通过控制开关管的通断状态，实现电能的转换和稳 定输出。
性能参数
包括输入输出电压、电流、效率、负载调整率等。
常见的开关电源类型
AC-DC开关电源
将交流电转换为直流电的开关电源，广泛应用于各种电子设备。
DC-DC开关电源
实现不同电压级别的转换，常用于电子设备中的电源管理。
DC-AC逆变器
将直流电转换为交流电的开关电源，用于太阳能发电等领域。
开关开关电路
实现高频脉冲开关，控制电能的转换。
整流电路
将交流输入电压转换为直流电压。
输出滤波电路
消除开关电源输出的纹波电压，保证输出稳定性。
开关电源的输入端和输出端
开关电源的输入端接入交流电源，输出端连接电子设备，通过变换和稳定电 能实现设备的正常工作。
开关电源的保护电路
为了保护开关电源和电子设备，通常会采用过压保护、过流保护、短路保护 等多种保护电路。
电源管理芯片的作用
电源管理芯片用于监控和控制开关电源的工作状态和性能，提高系统稳定性和效率。
《开关电源基础讲解》 PPT课件
本PPT课件详细介绍了开关电源的基础知识和应用领域，包括历史发展、原理、 优缺点、组成部分、工作原理和性能参数等。
什么是开关电源？
开关电源是一种通过将输入电能转换为高频脉冲信号，经过变变换、整流 和滤波等处理后，获得稳定输出电压或电流的电源。
开关电源的历史和发展
开关电源的优缺点
1 优点
高效率、稳定性好、体积小、重量轻、可靠 性高。
2 缺点
造价较高、存在电磁干扰等问题。
开关电源的工作原理和性能参数
工作原理
通过控制开关管的通断状态，实现电能的转换和稳 定输出。
性能参数
包括输入输出电压、电流、效率、负载调整率等。
《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。
开关电源基础知识学习资料PPT课件
开关电源基础ห้องสมุดไป่ตู้识培训资料
工程技术研发中心 何爱平 2010.5.12
目录
一、开关电源的基本概念 二、开关电源最常用的三种拓朴电路 三、典型反激式开关电源的电路分析 四、开关的电源的工程设计 五、开关电源常见的故障分析 六、有关开关电源的概念问题 七、开关电源的发展方向
2020/11/13
开关电源的基本概念1--什么是开关电源
电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义2020103工程技术研发中心何爱平2010512目录一开关电源的基本概念二开关电源最常用的三种拓朴电路三典型反激式开关电源的电路分析四开关的电源的工程设计五开关电源常见的故障分析六有关开关电源的概念问题七开关电源的发展方向电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义2020103开关电源的基本概念1什么是开关电源什么是开关电源
我们公司常用的是AC/DC开关电源，都是离线反激式，2W~120W，有Adapter也有 内置式。都由以下几部分组成：输入滤波器、整流、逆变器、输出整流器及输出滤 波电路，控制电路保护电路等。
2020/11/13
开关电源基本概念2--线性电源PK开关电源
线性电源： 优点：线性电源将交流电先经工频变压器变压、再整流滤波，线性调 整电路使输出稳定度很高、纹波很小，基本无干扰及噪声，技术成熟， 在一定功率范围内有成本优势； 缺点：调整管工作在线性状态，调整管上的压差，导致损耗大，效率 低，35~60%，很难满足能效指令；体积大笨重；当电源功率达到一 定程度（10~15W）时，其与开关电源相比已无成本优势；输入电压 范围受限，只能用在降压条件下。
工程技术研发中心 何爱平 2010.5.12
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一、开关电源的基本概念 二、开关电源最常用的三种拓朴电路 三、典型反激式开关电源的电路分析 四、开关的电源的工程设计 五、开关电源常见的故障分析 六、有关开关电源的概念问题 七、开关电源的发展方向
2020/11/13
开关电源的基本概念1--什么是开关电源
电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义2020103工程技术研发中心何爱平2010512目录一开关电源的基本概念二开关电源最常用的三种拓朴电路三典型反激式开关电源的电路分析四开关的电源的工程设计五开关电源常见的故障分析六有关开关电源的概念问题七开关电源的发展方向电气照明是建筑电气技术的基本内容是保证建筑物发挥基本功能的必要条件合理的照明对提高工作效率保证安全生产和保护视力都具有重要的意义2020103开关电源的基本概念1什么是开关电源什么是开关电源
我们公司常用的是AC/DC开关电源，都是离线反激式，2W~120W，有Adapter也有 内置式。都由以下几部分组成：输入滤波器、整流、逆变器、输出整流器及输出滤 波电路，控制电路保护电路等。
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开关电源基本概念2--线性电源PK开关电源
线性电源： 优点：线性电源将交流电先经工频变压器变压、再整流滤波，线性调 整电路使输出稳定度很高、纹波很小，基本无干扰及噪声，技术成熟， 在一定功率范围内有成本优势； 缺点：调整管工作在线性状态，调整管上的压差，导致损耗大，效率 低，35~60%，很难满足能效指令；体积大笨重；当电源功率达到一 定程度（10~15W）时，其与开关电源相比已无成本优势；输入电压 范围受限，只能用在降压条件下。
开关电源培训 ppt课件
1-4:反激变换器（Flyback）工作原理 （电流断续模式）
Vin
n:1
Vo
D
Io
Lm
Vgs
Co
D G
S
根据变压器的伏秒平衡：
Vo Vin * D n *(1 D)
Vo' Vo
Vd s Im
ID
根据能量守恒：
1 2
LmI
2 p
Vo2 R
T
VL
Ip
VinDT Lm
Vo RT Vin
LkIp 2
Vr Lk * Ip Cds
Vgs
Vd s Im
ID
T
D 1-
V
D
Vin+nV
r
o
Ip
ID-p
VL
9
Vin -nVo
Vin Io ppt课件
1-4:反激变换器（Flyback）工作原理（2）
Vin
n:1
Vo
D
Io
R Lm
Vc
Co
Vc
Lk
D G
S
Ploss=(Vc-Vin)2/R
14
ppt课件
反激电源简化电路
15
ppt课件
3-2：变压器设计
参数设定：初级匝数-Np，次级匝数Ns，输入母线直流电压为Vin， 匝比为n，VDf为续流二极管反向耐压，Vo为输出电压，Vor为反射电 压，D为MOS开通占空比，Ton为MOS导通时间，Vleg为变压器漏 感产生的尖峰电压
N=Np/Ns
3-1
Vds=Vinmax+Vleg+Vor
3-2
Vin*Ton=Vor*Toff
《开关电源培训》PPT课件
• 对于PWM回扫变换器，因周期TS是恒定的，不会 发生RCC的上述现象，然而，虽然设计到额定负 载时为DCM，若过负载，就变为CCM,即使TON的 最大时间已经设定，电流还会增大，有时会使变 压器饱和，故仍需要设OCP电路
整理ppt
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OCP
• 图1中当Q1的电流增大时，IRS增大，若IRS 大于VZ，则比较器输出高电平，RS触发器 置位输出PWM闭锁脉冲，Vout输出低电平， 开关管截止，输出电压降低
电流限制图1
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Q1
Rs VR
OCP
振荡器
+ A1
-
RS触发器
PWM闭锁脉冲输出 R
S
Q1的峰值电流=VR/Rs
电流限制图2
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OCP
• 对于RCC变换器，开关管导通时流经开关管中的 电流必须从零开始升，若TON的最大时间已经确定， 就可防止发生过流
• 但是当输入电压下降较大时，绕组N12感应的正向 电压也下降，从而使开关管导通的时间变长而造 成变压器饱和
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控制电路的工作过程
• 当因某种原因输出端的电压发生变化时，精密电 压基准TL431通过采样电阻R7，R8感知此一变化， 并通过PC1把此一变化反馈回初级侧的控制电路
• 具体的过程为当输出电压升高时，IR10增大，流 过TL431 AK端的电流增大，PC1中的发光二极管 发光强度增大，流过光敏三极管电流增大，A点 电位升高，Q2基极电压提前升到0.8V，Q2导通， Q1截止，TON减小，从面使电压保持稳定
• RCC的振荡频率一般选在20KHz以上
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控制电路
• 开关电源的控制电路有间接控制电路和直 接控制电路两类
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OCP
• 图1中当Q1的电流增大时，IRS增大，若IRS 大于VZ，则比较器输出高电平，RS触发器 置位输出PWM闭锁脉冲，Vout输出低电平， 开关管截止，输出电压降低
电流限制图1
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Q1
Rs VR
OCP
振荡器
+ A1
-
RS触发器
PWM闭锁脉冲输出 R
S
Q1的峰值电流=VR/Rs
电流限制图2
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OCP
• 对于RCC变换器，开关管导通时流经开关管中的 电流必须从零开始升，若TON的最大时间已经确定， 就可防止发生过流
• 但是当输入电压下降较大时，绕组N12感应的正向 电压也下降，从而使开关管导通的时间变长而造 成变压器饱和
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控制电路的工作过程
• 当因某种原因输出端的电压发生变化时，精密电 压基准TL431通过采样电阻R7，R8感知此一变化， 并通过PC1把此一变化反馈回初级侧的控制电路
• 具体的过程为当输出电压升高时，IR10增大，流 过TL431 AK端的电流增大，PC1中的发光二极管 发光强度增大，流过光敏三极管电流增大，A点 电位升高，Q2基极电压提前升到0.8V，Q2导通， Q1截止，TON减小，从面使电压保持稳定
• RCC的振荡频率一般选在20KHz以上
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控制电路
• 开关电源的控制电路有间接控制电路和直 接控制电路两类
开关电源培训资料共46页文档48页PPT
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰文档
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
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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：
开机瞬间，输入交流经整流后给滤波电容充电，这时的充电电流非常大，容易造成整流 桥、输入保险丝的损坏，通过输入串接电阻，防止输入瞬间点流过大，保护整流桥、保险丝等 器件。 PWM控制：
交流或直流电流表
供电 电源
SW
测试方法
被
测
最大负载
电
源
• a、先如图布置好测试电路。
• b、给电源提供最低的输入电压并给电源带上最大的负载，这都是在测
试条件允许情况下的。
• c、读取交流或直流电流表的数值，此即为最大输入电流。
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2.3 启动冲击电流
指标定义：即为电源在输入开启的瞬间在输入线路上产生的最大瞬间电流。(由 EMI电路引起的μs级电流不在考虑之内)
time/div:5ms,trigger level:1V,trigger Mode: Normal ,slope: ） c、再给启动电流测试装置充电（K1开），充电稳定后即可给被测电源加上
2.常用电气指标即测试方法
2.1 测试仪器要求 2.2 最大输入电流 2.3 启动冲击电流 2.4 交调测试 2.5 电压调整率 2.6 负载调整率
2.7 稳压精度
2.13抗电强度
2.8 输出纹波即杂音 2.14绝缘阻抗
2.9 瞬态响应
2.15效率
2.10开机延时
2.16功率因素
2.11输出电压动态响应
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1.2 常用开关电源类别
1. 反激式
主要应用于小功率电源（100W以下） 变压器主要作用为电压变换和储能。
2. 正激式
用于中大功率电源（500W）左右， 变压器作为电压变换，输出有一个 储能电感，开关管截止时释放能量。 图二位双关正激的电路，功率可做 得更大一些。
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1.2 常用开关电源类别
2.3 启动冲击电流
测试方法 针对电源输入电压的高低而使用不同的测试工装，测试方框图如上图1、2， 测试方法如下： 一、电源输入高电压（Vin>75V） a、先如上图1接好测试电路。 b 、 先 把 数 字 示 波 器 调 到 自 动 触 发 捕 获 状 态 （ 一 般 ： v/div ： 1 或 2V ，
4
1.1 线性电源和开关电源比较
随着电子元件和磁性元件的发展，越来越多的 电子设备使用了开关电源。因为开关电源有相比线 性电源1000倍以上的开关频率，因而在重量、体 积、效率等方面具有明显的优势。开关电源的使用 越来越广泛，如邮电通信、军事装备、交通设施、 仪器仪表、工业设备、医疗设备、家用电器等都越 来越多的应用了开关电源。
由PWM控制芯片及外围电路组成，IC自身产生固定的开关频率，驱动功率开关管，根据输 出反馈的信号，控制功率开关管的导通和截止时间，达到使输出稳压的目的。 功率(开关)变压器：
根据电路的方式作用也不同，但有一点是共同的，即通过初次极的匝比变化，可以得到不 同的输出电压。
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2.常用电气指标即测试方法
3. 半桥电路 可做大功率电源，输入开关管电压 应力较低，输出全波整流效率高。
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1.3 开关电源简介
下面我们用一个500W电源来介绍开关电源的各个组成部分及功能：
EMI电路
PFC
防浪涌电路
整流滤波
整流滤波
输入过欠压 保护
AC-DC 变换
PWM 控 制 器
输入告警
输出稳压 控制
输出过流保 护
开关电源基础知识
2009 年 02月
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1
培训简介
• 培训目的：本次培训作为一个基础知识讲 座，旨在使大家对开关电源的原理有一个 基本认识，熟悉电源的指标和测试，以及 了解电源的可靠性等知识。
• 培训时间：1小时
• 培训地点：
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目录
1.开关电源基本原理
1.1 线性电源和开关电源比较 1.2 常用开关电源类别 1.3 30W电源简介
输出过压保 护
DC-DC 变换 PWM控制 输出过流保 护
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1.3 30W电源简介
EMI滤波
功率变压器 输出整流滤波
输入整流滤波
MOS管
输入防浪涌电流
PWM控制IC
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1.3 30W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
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1.1 线性电源和开关电源比较
线性电源 开关电源
工作频率 50~100HZ >20KHZ
效率 <50%
6复杂
小功率时低 小功率时高
成本 大功率时高 大功率时低
电网干扰 小
大
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1.2 常用开关电源类别
目前开关电源广泛采用的是PWM脉宽调制方式，即 功率开关管的开关频率固定，通过调整开关管的导通、 截止时间来达到稳定输出电压的目的。 PWM开关电源可以 实现AC-DC、DC-DC、DC-AC等升降压变换，根据电路拓扑 的方式又基本可分为反激式、正激式、推挽式、半桥式、 全桥式等等，还有一些从这些基本拓扑演变出来的其他 方式。
2.1 测试仪器要求
•所有测试设备（计量用）应具有足够的分辨率、准确度和稳定度，以 保证误差极限不超过规定量值的2%。测量仪器的误差应符合GB6592。 •电压表、电流表的精度不低于0.5级。 •测量端被测电源的源电压输入端与被测电源的所有输出端为测量端。
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2.2 最大输入电流
指标定义：在允许的工作条件下，电源可能达到的最大输入电流。 测试条件 • a、电源工作电压为其输入电压范围的下限值。 • b、电源所带负载为最大负载条件。 测试方框图
测试条件
a、电源输出满载。
b、启动电流测试装置（或供电电源）的输入电压为电源工作电压上限值，但测 试装置的输入电压不应超过300Vac。
c、电源应区分为热态（电源已满载工作5分钟以上）与冷态（电源已停止工作10 分钟以上）。
测试方框图
供
电
启动电流
被测
电 源
测试工装
电源
满载
数字示波器
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2.12保护电路
3.电源可靠性
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1. 开关电源基本原理
1.1 线性电源和开关电源比较
线性电源一般用工频变压器将市电高压交流电转换为低压交流电， 再经整流滤波成为一个直流电压，然后利用有源器件导通电阻的可变性 将这个直流电压降至设定的输出电压。下图为一个简单的线性串联稳压 电路：
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开机瞬间，输入交流经整流后给滤波电容充电，这时的充电电流非常大，容易造成整流 桥、输入保险丝的损坏，通过输入串接电阻，防止输入瞬间点流过大，保护整流桥、保险丝等 器件。 PWM控制：
交流或直流电流表
供电 电源
SW
测试方法
被
测
最大负载
电
源
• a、先如图布置好测试电路。
• b、给电源提供最低的输入电压并给电源带上最大的负载，这都是在测
试条件允许情况下的。
• c、读取交流或直流电流表的数值，此即为最大输入电流。
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2.3 启动冲击电流
指标定义：即为电源在输入开启的瞬间在输入线路上产生的最大瞬间电流。(由 EMI电路引起的μs级电流不在考虑之内)
time/div:5ms,trigger level:1V,trigger Mode: Normal ,slope: ） c、再给启动电流测试装置充电（K1开），充电稳定后即可给被测电源加上
2.常用电气指标即测试方法
2.1 测试仪器要求 2.2 最大输入电流 2.3 启动冲击电流 2.4 交调测试 2.5 电压调整率 2.6 负载调整率
2.7 稳压精度
2.13抗电强度
2.8 输出纹波即杂音 2.14绝缘阻抗
2.9 瞬态响应
2.15效率
2.10开机延时
2.16功率因素
2.11输出电压动态响应
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1.2 常用开关电源类别
1. 反激式
主要应用于小功率电源（100W以下） 变压器主要作用为电压变换和储能。
2. 正激式
用于中大功率电源（500W）左右， 变压器作为电压变换，输出有一个 储能电感，开关管截止时释放能量。 图二位双关正激的电路，功率可做 得更大一些。
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1.2 常用开关电源类别
2.3 启动冲击电流
测试方法 针对电源输入电压的高低而使用不同的测试工装，测试方框图如上图1、2， 测试方法如下： 一、电源输入高电压（Vin>75V） a、先如上图1接好测试电路。 b 、 先 把 数 字 示 波 器 调 到 自 动 触 发 捕 获 状 态 （ 一 般 ： v/div ： 1 或 2V ，
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1.1 线性电源和开关电源比较
随着电子元件和磁性元件的发展，越来越多的 电子设备使用了开关电源。因为开关电源有相比线 性电源1000倍以上的开关频率，因而在重量、体 积、效率等方面具有明显的优势。开关电源的使用 越来越广泛，如邮电通信、军事装备、交通设施、 仪器仪表、工业设备、医疗设备、家用电器等都越 来越多的应用了开关电源。
由PWM控制芯片及外围电路组成，IC自身产生固定的开关频率，驱动功率开关管，根据输 出反馈的信号，控制功率开关管的导通和截止时间，达到使输出稳压的目的。 功率(开关)变压器：
根据电路的方式作用也不同，但有一点是共同的，即通过初次极的匝比变化，可以得到不 同的输出电压。
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2.常用电气指标即测试方法
3. 半桥电路 可做大功率电源，输入开关管电压 应力较低，输出全波整流效率高。
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1.3 开关电源简介
下面我们用一个500W电源来介绍开关电源的各个组成部分及功能：
EMI电路
PFC
防浪涌电路
整流滤波
整流滤波
输入过欠压 保护
AC-DC 变换
PWM 控 制 器
输入告警
输出稳压 控制
输出过流保 护
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培训简介
• 培训目的：本次培训作为一个基础知识讲 座，旨在使大家对开关电源的原理有一个 基本认识，熟悉电源的指标和测试，以及 了解电源的可靠性等知识。
• 培训时间：1小时
• 培训地点：
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1.开关电源基本原理
1.1 线性电源和开关电源比较 1.2 常用开关电源类别 1.3 30W电源简介
输出过压保 护
DC-DC 变换 PWM控制 输出过流保 护
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1.3 30W电源简介
EMI滤波
功率变压器 输出整流滤波
输入整流滤波
MOS管
输入防浪涌电流
PWM控制IC
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1.3 30W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
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1.1 线性电源和开关电源比较
线性电源 开关电源
工作频率 50~100HZ >20KHZ
效率 <50%
6复杂
小功率时低 小功率时高
成本 大功率时高 大功率时低
电网干扰 小
大
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1.2 常用开关电源类别
目前开关电源广泛采用的是PWM脉宽调制方式，即 功率开关管的开关频率固定，通过调整开关管的导通、 截止时间来达到稳定输出电压的目的。 PWM开关电源可以 实现AC-DC、DC-DC、DC-AC等升降压变换，根据电路拓扑 的方式又基本可分为反激式、正激式、推挽式、半桥式、 全桥式等等，还有一些从这些基本拓扑演变出来的其他 方式。
2.1 测试仪器要求
•所有测试设备（计量用）应具有足够的分辨率、准确度和稳定度，以 保证误差极限不超过规定量值的2%。测量仪器的误差应符合GB6592。 •电压表、电流表的精度不低于0.5级。 •测量端被测电源的源电压输入端与被测电源的所有输出端为测量端。
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2.2 最大输入电流
指标定义：在允许的工作条件下，电源可能达到的最大输入电流。 测试条件 • a、电源工作电压为其输入电压范围的下限值。 • b、电源所带负载为最大负载条件。 测试方框图
测试条件
a、电源输出满载。
b、启动电流测试装置（或供电电源）的输入电压为电源工作电压上限值，但测 试装置的输入电压不应超过300Vac。
c、电源应区分为热态（电源已满载工作5分钟以上）与冷态（电源已停止工作10 分钟以上）。
测试方框图
供
电
启动电流
被测
电 源
测试工装
电源
满载
数字示波器
培1训5 ppt
15
2.12保护电路
3.电源可靠性
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1. 开关电源基本原理
1.1 线性电源和开关电源比较
线性电源一般用工频变压器将市电高压交流电转换为低压交流电， 再经整流滤波成为一个直流电压，然后利用有源器件导通电阻的可变性 将这个直流电压降至设定的输出电压。下图为一个简单的线性串联稳压 电路：
培4训ppt