《开关电源》PPT课件

开关电源基础知识讲解 ppt课件

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开关电源
开关电源基础知识讲解
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开关电源主要类型
按照开关管的开关条件，DC/DC转换器又可以分为硬开（HardSwitching）开关电源和软开关（Soft Switching）两种。硬开关DC/DC转换器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下，开通或关断电路的，因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗，即所谓的开关损耗（Switching loss）。当转换器的工作状态一定时开关也是一定的，而且开关频率越高，开关损耗越大，同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡，带来附加损耗，因此，硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高。软开关DC/DC转换器的开关管，在开通或关断过程中，或是加于其上的电压为零，即零电压开关（Zero-VoltageSwitching，ZVS），或是通过开关管的电流为零，即零电流开关（ZeroCurrent·Switching，ZCS）。这种软开关方式可以显着地减小开关损耗，以及开关过程中激起的振荡，使开关频率可以大幅度提高，为转换器的小型化和模块化创造了条件。功率场效应管（MOSFET）是应用较多的开关器件，它有较高的开关速度，但同时也有较大的寄生电容。它关断时，在外电压的作用下，其寄生电容充满电，如果在其开通前不将这一部分电荷放掉，则将消耗于器件内部，这就是容性开通损耗。为了减小或消除这种损耗，功率场效应管宜采用零电压开通方式（ZVS）。
信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模
式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态
，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，

开关电源设计入门培训资料(ppt48张)

保险丝(Fuse)

保险丝的工作原理
保险丝通电时，由电能转换的热量使可熔体的温度上升。正常工作电流或允许的过载电流通过时，产生的热量通过可熔体、外壳体向周围环境辐射，通过对流、传导等方式散发的热量与产生的热量逐渐达到平衡。如果产生的热量大于散发的热量，多余的热量就逐渐积聚在可熔体上，使可熔体温度上升；当温度达到和超过可熔体的熔点时，就会使可熔体熔化、熔断而切断电流，起到了安全保护电路的作用。

功率二极管
功率场二极管选择及应用降额. 1)平均连续电流:80% 2) 浪涌电流: 90% 3)浪涌I2t: 80% 4)反向电压: 80% 5)雪崩能量: 不允许 6)最大的结温: 80%

功率二极管

功率二极管规格书
保险丝(Fuse)
保险丝的作用 1）正常情况下，保险丝在电路中起连接电路的作用。 2）非正常情况下，保险丝作为电路中的安全保护元件，通过自身熔断安全切断并保护电路。

如上图所式，栅极电压从0V上升到10V过程中，栅极电流Ig包括I1和I2两部分，
功率场效应管 (Mosfet)
Hale Waihona Puke 需要栅极的总电流Ig为Ig=I1+I2=0.36+0.564=0.924A
功率场效应管 (Mosfet)

功率场效应管栅极驱动上升和下降时间导通延迟时间：Trd=Vgsth（2.5V)-（0V）关断延迟时间: Tfd=Vgl（10V)-Vgsth（2.5V)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)
功率场效应管 (Mosfet)

功率场效应管栅极驱动电路
10 R1
12 V1 1u C1 V2 1K R2

《开关电源技术》PPT课件

CR
iS
t
O
uVD
t
O
t0
t1
a)
b)
图5-2 硬开关电路及波形
a）电路图 b）理想化波形
（显示放大图）
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5－31.2 零电压开关与零电流开关
❖ 零电压开通和零电流关断要靠电路中的谐振来实现。
❖ 零电压关断：与开关并联的电容能使开关关断后电压上升延缓，从而降低关断损耗，有时称这种关断过程为零电压关断。
❖ 软开关： – 在电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后引入谐振，使开关条件得以改善。 – 降低开关损耗和开关噪声。 – 软开关有时也被成为谐振开关。
❖ 工作原理： – 软开关电路中S关断后Lr与Cr间发生谐振，电路中电压和电流的波形类似于正弦半波。谐振减缓了开关过程中电压、电流的变化，而且使S两端的电压在其开通前就降为零。
a）基本开关单元 b）降压斩波器中的基本开关单元
c）升压斩波器中的基本开关单元 d）升降压斩波器中的基本开关单元
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5－3.2 软开关电路的分类
1．准谐振电路 ❖ 准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。 ❖ 为最早出现的软开关电路，可以分为：
– 零电压开关准谐振电路(Zero-Voltage-Switching Quasi-Resonant Converter—ZVS QRC）；
– 零电压开关多谐振电路(Zero-Voltage-Switching Multi-Resonant Converter—ZVS MRC）；
– 用于逆变器的谐振直流环节(Resonant DC Link）。
特点：
– 谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；

《开关电源解析》PPT课件

2．发挥部分
进一步提高电压调整率，使SU≤0.2% （IO=2A）；进一步提高负载调整率，使 SI≤0.5%（U2=18V）；
进一步提高效率，使≥85% （U2=18V,UO=36V,IO=2A）；排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；
能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值 1V，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
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简介
由于线性调节器式直流稳压电源，存在诸多缺点，如体积大，很难小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压，很难在输出大于 5A的场合应用。因此开关电源得到广泛利用，凡采用半导体功率开关器件作为开关管，通过对开关管的高频开通与关断控制，将一种电能形态转换成另一种电能形态的装置，叫做开关转换器。以开关转换器为主要组成部分，用闭环自动控制来稳定输出电压，并在电路中加入保护环节的电源，叫做开关电源。开关电源组要组成部分是DC-DC功率变换器，因为它是转换的核心。
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精选PPTLeabharlann 17后级电路精选PPT
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输出为全桥整流，四个整流二极管均并上R、 C，因为当输入停止的时候，会有反动电动势
在输出端接上加假负载,如图R19和R20组成。因为负载开路时，输入电感照常周期性地不断储能和释放能量，而能量没有被负载消耗，电容将持续升高即多余的能量都存储到电容极板间，很快导致电容击穿。因此接上假负载，也就说，当检测到电源处于空载转态时，自动投入一个轻负载，这个负载电阻值较大，即能维持输出电压为给定值、本身功率损耗又较小。
高频开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和

《开关电源基本原理》PPT课件

当电感较小或负载较小或周期 T 较大时，buc k 变化器会工作在电感电流不连续工作模式，将造成整体功耗的增加和整体性能变差，因此应避免变换器工作在电感电流不连续工作模式。buck 变换器工作在电感电流连续工作模式和不连续工作模式之间有个临界状态，其发生条件为：连续工作模式：
临界工作模式：
• 开关电源的主要元器件：
1. 开关：开关电源中的开关要求开关速度快，损耗小，快速渡过线性放大区。目前主要使用的是三极管，MOS管，他们各有特点。
2. 电感：是电路的储能器件，一般与电容组成滤波电路；电感的电流不会突变；是磁性元件，会出现饱和现象。
3. 电容：和电感一样都是储存和传递电能的器件，主要吸收电路纹波，使输出的电压平滑稳定。电容的串联电阻ESR越大，发热越严重，寿命越短。下图是各种电容的ESR比较，
30V。过电流能力Imax>iLmax 二极管的耐压Vd>Vimax，电流Id>Io。
一般取fc为主频f的1/10以下，计算出电容值。（5）纹波电压可根据以下式求出：
也可以从已知要求的纹波电压反求出电容的ESR，然后再验证，以上的数据都是理论计算，作为设计的依据，根据实际电路需要在中调试验证中作相应改变。
2.基本原理图如下图5所示：
图5 反激变换器基
反激变换器基本原理图由变压器、开关管、整流二极管和PWM芯片等元器件组成。
3. 工作原理：
如上图所示，开关管导通期间，变压器进行电能存储阶段，这是相当于电感。如下图6所示：
图6a 能量存储阶段电路图
图6b 能量存储阶段原边电流波形和磁化现象
由图6可知，当Tr导通期间，原边绕组的电流I的值为LC =
一般实际电路的电感值取Lc值的5-10倍。另外一种计算实际电感中L的计算方法：

开关电源原理简介PPT课件

hold up time
保持时间. 其目的在于当AC市电不见后 ,需有一段时间给后级使用者作备份动作.
rise time
上升时间. DC电压从无(10%)到正常输出(95%)所花费的时间.
fall time
下降时间.与rise time相反. 也就是95%到10%所花费的时间.
over shoot
SMPS在第一次开机时,会因回授的反应速度太慢,导致输出电压会超出一般正常范围. 一般规格是110%.
PFC(Power Factor Correction) 的角度缩小,以减少虚功的损耗,亦即节省市电的需求===>减少发电厂的数量.
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二.开关电源的TOP结构
分类方法
类别
按激励方式划分
按DC/DC变换器的工作方式划分
按控制信号的隔离方式划分
他激式(开关器件控制信号由专门的控制电路产生)﹑自激式(借助于变换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的变换器)
efficiency
效率当然是越高越好.一般规格在85%左右.
OVP(Over Voltage Protection) 过电压保护
OCP(Over Current Protection) 过电流保护
SCP(Short Circuit Protection) 短路保护
CC mode(Constant Current mode) 定电流模式
现软件关机、键盘开机、网络远程唤醒等功能。
ATX 12V: 20Pin+4Pin ATX 12V LN (Low Noise):24Pin+4Pin
为了满足大功率CPU 的要求,ATX 12V对 CPU供电的4PIN +12V

开关电源的基础知识 ppt课件

(2).开关管V的截止期内，储能电感中电流的最大变化量为
ILma1xUi LUO•tON
ILm
a2x
UO L
•tOFF
(3).开关管V导通期与截止期能量转换的条件：
Ui LUO•tONU LO•tOFF 即 U OtOt N O tO NF •U FiD •U itT O• N U i
另一种并联独立输出型开关电源
开关由一个功率场效应管构成（兼脉冲发生），也称为单端型。
脉宽调制等由集成电路UC3842 完成。
开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单端型反激式。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压高、电流大。用PWM控制功率开关管，就可以改变次级绕组输出的电压和电流，同时，使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。
1.1开关电源组成及开关电源实例
3、并联独立输出型：通过续流电感的电磁耦合，实现隔离输出。（电源输入端不使用变压器、实现多种电压输出）
＊应用最多的一种电路形式
＊三极管V可使用功率场效应管＊脉冲调宽、脉冲发生及误差信号的产生等可集成化例如TOP221TOP227
1.1开关电源组成及开关电源实例
(1).串联调整式线性性稳压器 (2).并联调整式线性性稳压器 (3).开关式稳压器
1.2 稳压电源的分类二、开关电源的分类 1. 按激励方式分类
1.2 稳压电源的分类二、开关电源的分类 2. 按控制原理(调制方式)分类
(1)脉宽调制型(PDM)开关电源
(2)脉频调制型(PFM)开关电源 (3)混合型开关电源 (4)脉冲密度调制型(PDM)开关电源
2. 开关稳压电源的缺点
(1)电压调整率和负载调整率较差 (2)存在较严重的开关噪声和干扰 (3)电路复杂，不便于维修

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。

开关电源课件

开关电源课件开关电源是一种常见的电源供应器件，广泛应用于各种电子设备中。

它具有高效率、小体积、轻便等特点，因此备受青睐。

本文将从开关电源的工作原理、分类、应用以及发展趋势等方面进行探讨。

一、开关电源的工作原理开关电源的工作原理是通过开关管的开关动作来实现电源的稳定输出。

它主要由输入端、输出端、开关管、变压器、滤波电路和控制电路等组成。

当输入电压通过整流电路后，经过滤波电路得到直流电压，然后通过开关管进行开关动作，通过变压器将电压升高或降低，最后经过滤波电路得到稳定的输出电压。

二、开关电源的分类根据输入电压的不同，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适用于交流电压范围广泛的场合，而直流输入型开关电源则适用于直流电压范围较窄的场合。

此外，根据输出电压的不同，开关电源还可以分为恒压型和恒流型。

三、开关电源的应用开关电源在各个领域都有广泛的应用。

在计算机领域，开关电源被广泛应用于主机、显示器、服务器等设备中，其高效率和小体积的特点使得设备更加节能和轻便。

在通信领域，开关电源被广泛应用于通信基站、通信设备等，其稳定的输出电压保证了通信设备的正常运行。

此外，开关电源还被应用于工业自动化、医疗设备、光伏发电等领域。

四、开关电源的发展趋势随着科技的不断进步，开关电源也在不断发展。

一方面，开关电源的功率密度不断提高，体积越来越小，能够满足电子设备对于轻便性的要求。

另一方面，开关电源的效率也不断提高，能够更好地满足能源节约和环境保护的需求。

此外，随着新能源的发展，开关电源在光伏发电等领域的应用也将得到进一步推广。

综上所述，开关电源作为一种高效率、小体积的电源供应器件，在各个领域都有广泛的应用。

它的工作原理、分类、应用以及发展趋势都值得我们深入了解和探讨。

相信随着科技的不断进步，开关电源将会在未来发展中发挥更加重要的作用。

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）
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根据变压器的伏秒平衡：
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根据能量守恒：
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VinDT Lm
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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
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反激电源简化电路
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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
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Vds=Vinmax+Vleg+Vor
3-2
Vin*Ton=Vor*Toff