开关型稳压电源
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理是通过采用开关器件（如MOSFET 等）和一系列电子元器件来控制输入电压的开关状态，从而实现对输出电压的稳定调节。
工作原理如下：
1. 输入电压经过整流（如桥式整流电路）并通过滤波电容进行滤波处理，以去除电源中的交流成分和波动。
2. 基于控制电路内部的反馈机制，比较输入电压与期望输出电压之间的差异，以确定开关器件的开关状态。
3. 当输入电压过低时，控制电路将开关器件导通，让电流通过电感储能，进而提高输出电压。
4. 当输入电压过高时，控制电路将开关器件断开，使电感储能的电流通过输出电容器供电，从而降低输出电压。
5. 控制电路根据反馈信息连续地监测和调整开关器件的开关状态，以使输出电压始终维持在设定的稳定值。
6. 为了提供更加稳定的输出电压，开关稳压电源通常还包括过电压保护、过载保护、短路保护等功能。
通过不断地开关和调整开关器件的状态，开关稳压电源可以实
现对输入电压的有效调节，从而保证输出电压的稳定性和可靠性。
全桥型开关稳压电源设计
电力电子课程设计说明书全桥型开关稳压电源设计摘要本次课程设计了一台输出电压为48V稳压范围宽、大功率的全桥型开关稳压电源、并给出了设计波形图。
该课程设计主要运用了软开关PWM技术。
给出了全桥整流电路、逆变电路驱动电路、控制电路的具体设计方法。
本全桥型开关稳压电源最大功率达1000W，输出电流约为20A，设计采用了AC／DC／AC／DC变换方案。
一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经全桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直流电压。
在设计中首先画出主电路图，主电路图由整流电路、逆变电路组成。
全桥电路的开关元件使用的是MOSFET。
全桥移相电路采用UC3875控制芯片，并作数据处理，MATLAB仿真作出了不同角度的仿真波形图。
并说明其工作原理，再通过基本计算，选择触发电路和保护电路的结构以及晶闸管的型号和变压器的变比及容量，完成本设计的任务。
关键词：开关电源；全桥；PWM控制电路；整流；逆变；高频变压器ABSTRACTThe curriculum design a output voltage 48V voltage wide range, high power full bridge switch regulated power supply and given the waveform diagram is designed.This course design mainly uses the soft switch PWM technology. The design method of the circuit and the control circuit of the whole bridge rectifier circuit and the inverter circuit are given.. The full bridge switch regulated power supply maximum power up to 1000W, output current is about 20a, designed using AC / DC / AC / DC converter scheme. A rectified DC voltage, by means of active power factor correction link to improve the power factor of the system, again after full bridge converter inverter circuit, by the high frequency transformer isolated buck. Finally, the output DC voltage.In the design, the main circuit diagram is drawn, the main circuit diagram is composed of the rectifier circuit and the inverter circuit.. The switching element of the whole bridge circuit is MOSFET. The full bridge phase shifted circuit uses UC3875 control chip, and data processing, MATLAB simulation to make a different angle of the simulation waveforms. And explain its working principle, again through the basic calculation, select trigger circuit and protection circuit structure and thyristor model and transformer ratio and capacity, complete the design task.Key words switching power supply; full bridge; PWM control circuit; rectifier; inverter; HF transformer目录第一章绪论 (1)1.1 开关电源概况 (1)1.2 本文设计内容 (2)第二章开关稳压电源电路设计 (3)2.1 开关稳压电源总体设计方案 (3)2.1.1 全桥稳压电路总体结构图及其说明 (3)2.1.2 总体方案论证 (3)2.2 开关稳压电源具体电路设计 (3)2.2.1 整流电路设计 (3)2.2.2 逆变电路设计 (4)2.2.3 驱动电路设计 (5)2.2.4 全桥移相开关控制电路 (5)2.3 高频变压器变比及容量 (8)2.4 系统仿真及波形 (9)2.4.1 MATLAB仿真软件介绍 (9)2.4.2 仿真电路图...............................................................10 2.4.3 仿真分析 (11)第三章课程设计总结 (14)参考文献 (15)致谢 (17)第一章绪论1.1开关电源概况随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关型稳压电源的工作原理
开关型稳压电源的工作原理开关型稳压电源是一种通过开关元件进行高效能稳压的电源设备。
它采用开关元件（ 通常为晶体管或MOSFET）以高频率开关的方式来调整输出电压，从而实现稳压。
以下是开关型稳压电源的主要工作原理：1.整流：首先，交流电源输入会经过整流电路，将交流电转换为直流电。
这通常使用整流桥等元件实现。
2.滤波：直流电经过整流后可能会包含一些脉动成分，为了去除这些脉动，通常使用滤波电容进行滤波处理，使输出电压更趋于稳定。
3.开关调节：开关型稳压电源的核心是开关调节部分。
这部分包括一个开关元件（通常为晶体管或MOSFET）、一个能够调整开关频率的控制电路和一个输出变压器。
4.开关频率调节：控制电路会根据输出电压的变化情况，调整开关频率。
通过高频率的开关操作，可以更精细地控制输出电压，实现稳压。
5.变压器工作：输出变压器是一个重要的组成部分，通过开关调节，可以改变变压器的工作状态，从而调整输出电压。
通过变压器的变压比例，可以实现输出电压的调节。
6.反馈控制：稳压电源通常采用反馈控制，通过比较输出电压与设定的目标电压，产生一个误差信号。
这个误差信号用于调整开关频率，使输出电压保持稳定。
7.过载和过压保护：开关型稳压电源通常配备有过载和过压保护机制，以防止电源或负载发生故障时损坏设备。
这些保护机制可以通过监测电流和电压进行触发。
8.输出滤波：最后，输出电压还可能通过输出滤波电路进行进一步的滤波，以确保输出信号的纯净性。
开关型稳压电源以其高效能和小体积的特点在电子设备、通信设备、计算机等领域得到广泛应用。
由于采用开关调节的方式，开关型稳压电源相比线性稳压电源能够更有效地调整电压，减少功耗和体积。
开关型直流稳压电源的工作原理
开关型直流稳压电源的工作原理“哇塞，你们知道那个神奇的小盒子是干啥的不？”有一天，我和小伙伴们在我家做作业，突然停电了。
这时候，我爸爸拿出一个小盒子，接上一些线，然后灯就亮了。
我们都好奇得不得了，这到底是啥玩意儿呢？这个小盒子呀，就是开关型直流稳压电源。
它就像一个小魔法师，能把电变得稳稳当当的。
它有几个关键部件呢。
有个大大的变压器，就像一个大力士，能把电压变高或者变低。
还有一些电容和电感，就像小卫士一样，能把电变得更平滑。
那它是咋工作的呢？首先，它从插座里把电吸进来，就像小怪兽吃东西一样。
然后变压器开始工作啦，把高电压变成我们需要的低电压。
接着，电容和电感就上场了，它们把电变得滑溜溜的，没有一点波浪。
最后，稳稳的直流电就出来啦，可以给我们的台灯、电脑啥的供电。
开关型直流稳压电源的主要技术可厉害啦。
它就像一个聪明的小精灵，能快速地开关电，把不好的电都挡在外面。
它通过不断地开关，把交流电变成直流电，还能把电压稳定在一个固定的值。
就像我们玩游戏的时候，要遵守规则一样，电也得有个规矩，不能乱跳乱蹦。
这个小魔法师一样的电源在我们生活中的应用可多啦。
比如说，我们的手机充电器就是一种开关型直流稳压电源。
它能把家里的交流电变成手机需要的直流电，让我们的手机能充上电。
还有我们的电脑也需要它，没有它，电脑就没法工作啦。
就像我们人需要吃饭才能有力气一样，这些电器也需要稳定的电才能好好工作。
我觉得开关型直流稳压电源真的好神奇呀，它虽然小小的，但是作用可大啦。
它能让我们的生活更方便，让我们的电器都能好好工作。
我们应该好好爱护它，让它为我们的生活带来更多的好处。
直流开关稳压电源设计
直流开关稳压电源设计一、设计背景及意义随着电子技术的飞速发展，各类电子设备对电源的需求日益增长。
直流开关稳压电源以其高效、稳定、体积小、重量轻等优点，在通信、计算机、家用电器等领域得到了广泛应用。
设计一款性能优越、可靠性高的直流开关稳压电源，对于提高电子设备的整体性能具有重要意义。
二、设计目标1. 输出电压范围：12V±1V；2. 输出电流：2A；3. 转换效率：≥85%；4. 工作温度范围：25℃~+85℃；5. 具有过压、过流、短路保护功能；6. 体积小，便于安装。
三、设计方案1. 电路拓扑选择本设计采用开关电源的主流拓扑——反激式变换器。
反激式变换器具有电路简单、体积小、效率高等优点，适用于中小功率电源设计。
2. 主控芯片选型选用ST公司的STM32F103系列微控制器作为主控芯片，该芯片具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点，能够满足开关电源的设计需求。
3. 功率开关管选型功率开关管是开关电源的核心元件，本设计选用N沟道MOSFET作为功率开关管。
根据设计指标，选用IRF530N型号MOSFET，其导通电阻低，可降低开关损耗，提高转换效率。
4. 输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路采用肖特基二极管和LC滤波电路。
肖特基二极管具有正向压降低、开关速度快的特点，适用于开关电源整流。
LC滤波电路能有效抑制输出电压纹波，提高输出电压稳定性。
5. 保护电路设计为实现过压、过流、短路保护功能，设计如下保护电路：（1）过压保护：在输出端设置一个电压比较器，当输出电压超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（2）过流保护：在功率开关管源极串联一个取样电阻，实时监测电流值。
当电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
（3）短路保护：在输出端设置一个电流比较器，当输出电流超过设定值时，触发保护动作，切断功率开关管的驱动信号。
四、实验验证与优化1. 搭建实验平台，对设计的直流开关稳压电源进行测试，观察输出电压、电流、效率等参数是否符合设计要求。
开关型稳压电源的设计
1．3.1 开关稳压电源的原理
开关型稳压电源的原理可用图 1.3.1 的电路加以说明。它由调整管、滤波电 路、比较器、三角波发生器、比较放大器和基准源等部分构成。
图 1.3.1 开关型稳压电源原理图
三角波发生器通过比较器产生一个方波vB，去控制调整管的通断。当调整管 导通时，向电感充电。当调整管截止时，必须给电感中的电流提供一个泄放通路。 续流二极管D即可起到这个作用，有利于保护调整管。根据电路图的接线，当三 角波的幅度小于比较放大器的输出时，比较器输出高电平，（输出波形中电位水 平高于高电平最小值的部分，对方波而言，相当方波存在的部分）。对应调整管
各点波形见图 1.3.2。由于调整管发射极输出为方波，有滤波电感的存在， 使输出电流iL为锯齿波，趋于平滑。输出则为带纹波的直流电压。 忽略电感的 直流电阻，输出电压VO即为vE的平均分量。于是有
q 称为占空比，方波高电平的时间占整个周期的百分比。在输入电压一定时， 输出电压与占空比成正比，可以通过改变比较器输出方波的宽度（占空比）来控 制输出电压值。这种控制方式称为脉冲宽度调制（PWM）。
8
图 1.3.2 开关电源波形图
由以上分析可以得出如下结论：
1． 调整管工作在开关状态，功耗大大降低，电源效率大为提高；
2． 调整管在开关状态下工作，为得到直流输出，必须在输出端加滤波器；
3． 可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值；
4． 在许多场合可以省去电源变压器； 5． 由于开关频率较高，滤波电容和滤波电感的体积可大大减
目前，由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技 术先进国家还有一定的差距，因而造价不能进一步降低，也影响到可靠性的进一
《开关型稳压电源》PPT课件
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VD2
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图 5 - 2 单相桥式整流电路输入电压和电流的波形
第5章 开关型稳压电源
功率因数较低的开关电源存在许多问题， 主要有： (1) 谐波电流污染电网， 干扰其他用电设备， 造 成测量仪表产生较大的误差， 还会使电动机产生较大 的噪声。 (2) 在输入功率一定的条件下， 输入电流有效值 较大， 因此必须增大输入熔断器、 断路器和电源线的 规格。 (3) 特别应当指出， 通信用开关型电源通常都采 用三相五线制供电， 三相基波电流可分别由下列各式 表示：
第5章 开关型稳压电源
5.1.2 目前， 通信和其他电子设备采用的稳压电源主要
有线性稳压电源、 相控型稳压电源和开关型稳压电路。 线性稳压电源中， 调整元件串联在负载回路中，
其作用就像一只可变电阻， 输入电压或负载变化时， 串联调整元件的压降改变， 从而使输出电压稳定不变。 当输入电压过高时， 串联调整管的功耗很大， 因此效 率很低。 当输入电压波动范围为±20 %时， 5 V稳压 器 的 典 型 效 率 只 有 35% ， 输 入 电 压 波 动 范 围 小 于 ±16%时， 典型效率也只能达到50%。
第5章 开关型稳压电源
由此可知， 三相电流的三次谐波分量是同相位的， 同理， 三相电流的六次、 九次等谐波分量也是同相位 的。 由于三相电流都流过中线， 当功率因数为1时， 流过中线的电流为零； 当功率因数很低时， 中线内的 电流很大。 由于中线无过流保护装置， 所以， 中线有 可能因过热而着火。
IR为电网电流有效值； I1为基波电流有效值； VL为电网电压有效值； cosφ为基波电流与基波电压的位移因数。
第5章 开关型稳压电源
开关型稳压电源介绍
开关型稳压电源介绍1、开关型稳压电源的组成开关型稳压电源（简称开关电源）的基本电路一般由线性滤波器、整流滤波器、功率变换器和稳压控制电路组成。
开关电源构成框图如下图所示。
▲开关电源构成框图线性滤波器又称电磁干扰（ＥＭＩ）滤波器、噪声滤波器（ＰＮＦ）、电源滤波器等，它是２０世纪８０年代问世的一种新型器件，防止电网中的干扰脉冲进入整流滤波电路，同时也阻碍本机产生的噪声反馈到公共电网，输出直流高压加到功率变换器进行功率变换，向负载输出符合要求的直流电压。
开关电源控制器一般包括取样、比较放大、基准源和控制调整电路等，当某种原因使输出电压不稳定时，通过开关电源控制器自动调整功率变换器中的功率开关器件的通断时间比或频率，达到自动调节输出电压的目的，使输出电压保持稳定。
功率变换器亦称ＤＣ／ＤＣ变换器，是将直流电压变换成另一种直流电压的变换电路。
通常各种电子、通信设备需要的电源电压不同，利用ＤＣ／ＤＣ变换器，就可以把整流器输出的直流电压变换成电子、通信设备所需要的直流电压。
2、开关电源特点与线性稳压电源相比，开关电源有以下特点：（1）效率高、功耗小开关电源的功率开关管（调整管）工作在开关状态，因此功率开关管的功耗极小，效率在８０％以上。
（2）稳压范围宽线性稳压电源在交流输入电压低于１６０Ｖ时，输出电压就不稳定，而输入交流电压偏高时则效率降低。
而开关电源交流输入电压在１３０～２６０Ｖ范围变化时都能达到很好的稳压效果。
现在三端、多端单片开关电源在８５～２６５Ｖ范围内均能正常工作。
（3）稳定性和可靠性高功耗小使得电子、通信设备内的温升也低，减小了周围元器件的高温损坏率，使设备的热稳定性和可靠性大大提高。
（4）体积小、重量轻开关电源可将电网交流电压直接输入整流，再通过高频变压器获得各种不同的交流电压，省去了笨重的变压器，使电源的重量减轻很多。
开关电源的功率密度（输出功率Ｐ与体积Ｖ之比，单位为Ｗ／ｃｍ３）很大，可达０．３７Ｗ／ｃｍ３，而相控型稳压电源的功率密度只能达到０．０４３Ｗ／ｃｍ３。
开关稳压电源原理
一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。
因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。
直流平均电压Ｕ。
可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um —矩形脉冲最大电压值；T —矩形脉冲周期；T1 —矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。
这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电原基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
２．单端反激式开关电源单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。
电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。
所谓的反激，是指当开关管VT1导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。
当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。
唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。
开关稳压电源原理及特点
随着 半导体集 成技术 的快 速发展 ， 电子产 品正朝着 微小型化 的方 向迅速 推 进。 连续导 电式稳压 电源 ， 也称 线性稳 压 电源 ， 有简单 ， 纹 波小 ， 干扰 小等 优点 ， 然而 这种 电源体 积大 ， 效率 低 ， 散热难 ， 无 法适 应新 的要求 ， 这就 必然 要改革 和 创新。 开关稳压电源是一种新颖的稳压电源。 微小型化的最大困难是变压器的 体积 和散 热的 困难 它 比连 续导 电式稳压 电源 效率 高 ， 稳 压范 围宽 ， 体积 小 ， 重 量轻 。 正是 由于这一 系列 的优 点 ， 使得 开 关稳压 电源获得越来 越广 泛的应用 ， 尤 其在航天 航空技术中， 在计算机中， 正在逐步取代连续导电式稳压电源。 近年 来， 已有 标 准系列 产 品出现 ， 开 关稳压 电源正在 应用 到工 业 、 民用 各个 领域 。 在介绍 开 关稳压 电源 时 ， 先 介绍一 下开 关 。 开 关分 两类 ： 简单 的有 机械 触 点， 闭合 时 ， 机械 触点接 触 ， 电 阻接 近于 零 ， 断开 时 ， 机 械触 点断开 ， 呈 现很 大 电 阻。 这种机 械开 关包 括钮子 开关 、 按键开 关、 离 合器 、 继 电器 等 ・ 还 有一类是 电子 开关， 没有 机械触 点的离合 动作 ， 其主要 元件有 晶体管 、 电子 管、 可 控硅等 。 它们 在一 定条件 下呈导通 状态 ， 电阻很 小 ， 在 另一些条 件下 ， 呈断开 状态 ， 电 阻很 大 。 比如 晶体三极 管 ， 在 其基 极和 发射极 间 ， 加上一 定 的正 向偏 置 ， 在 它 的集 电极 、 发射极间 ， 呈饱 和导通状 态 ， 等 效 电阻 很小 ； 在其基极 、 发射 极间 ， 加零偏 或反 向 偏置 时 ， 在它 的集电极 、 发射极 间 ， 呈 截止状 态 ， 等 效 电阻很 大 。 可控硅元 件亦如 此： 阳极 、 阴极 间加正 向 电压 ， 控 制极 加正 向触发 ， 使 阳极 、 阴极 间呈导 通状 态 ， 两 个条件 缺一不可 ， 否则 不能触发 导通 。 调整元件 工作在开 关状态 的稳压 电源 ， 称为开关稳压电源 它是通过改变调整元件的导通时间和截止时间的相对长 短， 来改变 输 出 电压 的大小 ， 达到 稳压 的 目的 。 开关稳压电源与连续导电稳压电源比较， 为什么会具有效率高等一系列优 点呢？ 以串联 式连续导 电稳压 电源 为例来分 析连续导 电式稳 压电源效 率低的 原 因 串联式连续导电稳压电源不论调压还是稳压 ， 都是通过改变调整管上的压 降来实现的。 当输入电压最低、 输出电压最高时， 这时调整管上的压降至少还要 有撒 ， 当输入 电压 中有 较大 的纹波 时 ， 要 以波形 的最低 点算 ， 只有这 样 才能保 证调 整元件 工作 在线性放 大状 态 ， 保证调 压和 稳压 系统正 常工作 。 这 时若输 入 电压 升高或 输 出电压减 少时 ， 要保 证调压 和稳压 ， 无疑就 要加大 调整 元件上 的 电压 降 。 此 时负载上 的 电流又全 部通过 调整 元件 ， 这就必 然加 大调 整元件上 的 功耗 。 实质上 连续导 电式稳压 电源输 出电压的 稳定是靠将 输入功率 在负载和 调 整元 件上 的分 配来实 现 的。 效 率常在４ Ｏ ％到６ ０ ％ 之间 。 而开 关稳压 电源是靠 改 变调整 元件 的导通 时间和截止 时间的相对 长短来 改变输 出电压的大小 。 导 通时 元件 工作在 饱 和导通状 态 ， 管压 降很小 ， 调 整管 的功耗 为管压 降与 流过 电流的 乘积， 因此此时的功耗很小阚 整元件截止时， 电流很小， 此时的功耗也很小， 调
开关式稳压电路
第七章 *输出电压Uo的确定 输出电压为：
Uo（1R7） 5.（ 1 V） R8
分析时，注意的是R8上端接的是11脚，然后看原理 图，分析这是的压降。
第七章
7.5.3并联开关电源
一.基本构成
并联开关电源换能电路如图7.21， 储能电感，负载和输入电压是并联 的VT。饱和导通时，UI给电感L储能，同 时L自感电动势使VD截止。VT截止时， L自感使自感电动势极性立即改变， VD导通，L通过VD释放能量向C2充 电，并同时向负载供电。当VT再次饱 和导通时，L储能，VD反向截止，电 容C2向负载供电，负载上获得连续能 量。既VT导通期间，L储能，电容C2 向负载供电；VT截止时，L释放能量 对C2充电，同时向负载供电；L，C2 同时具备滤波作用，使得输出波形平 滑。
LC(C0 C) CC0 C
fp
C C1C2 C1 C2
由于
C C0C
f0 21LCfs
第六章
2.串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于 fS 时， 晶体阻抗最小，且为纯电 阻，此时正反馈最强，相 移为零，电路满足自激振 荡条件。
振荡频率 f0 fs
图 6.1.30 串联型石英晶 体振荡电路
4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在 测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。
第六章 一、 电压比较器的传输特性
1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系
u f(u)
O
I
2.阈值电压： UT
当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所 对应的输入电压。
3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。
20170401-开关稳压电源和开关稳流电源的区别
开关稳压电源和开关稳流电源的区别普高（杭州）科技开发有限公式 张兴柱 博士1：定义区别：开关稳压电源：在规定的输入电压、负载和环境温度范围内，输出电压被稳定在某一个要求的直流电压，且满足要求的精度和各种其它指标。
开关稳流电源：在规定的输入电压、负载和环境温度范围内，输出电流被稳定在某一个要求的直流电流，且满足要求的精度和各种其它指标。
稳压电源V oL稳流电源V oL2定义中有两个区别，一个是要稳定的输出，一个是负载：在稳压电源中，要稳定的输出是电压，负载是电流；在稳流电源中，要稳定的输出是电流，负载是电压。
正是因为这两个区别，会导致这两种电源在输出规格上的许多区别，下面给出非常容易混淆的一些规格之区别：（1）：空载：在稳压电源中，空载是开路；在稳流电源中，空载是短路。
因为空载是输出功率为零的负载，在稳压电源中，输出电压是稳定不变的，所以功率为零的这种负载，就是其所带的负载电流为零的负载，即开路；但在稳流电源中，其输出电流是稳定不变的，因此输出功率为零的这种负载，就是其所带的负载电压为零的负载，即短路。
目前的大多数开关电源，是稳压电源，其负载范围很大，一般需要从空载到满载；而只有相对少数的开关电源是稳流电源（如电池充电器、LED 驱动器），其负载范围不大，一般会从一个最小负载到满载。
所以在稳流电源中，负载基本不会工作在空载；而在稳压电源中，负载会经常性地工作在空载（或称待机）。
（2）：过载保护：在稳压电源中，过载保护叫限流；在稳流电源中，过载保护叫限压。
（3）：负载故障：在稳压电源中，输出短路是故障；在稳流电源中，输出开路是故障。
为了对负载故障进行保护，稳压电源中要加专门的短路保护电路；稳流电源则要加专门的开路保护电路。
而现在的许多产品，由于没有搞清两种电源中的负载故障之区别，往往在稳流电源中也会加一个短路保护电路，其实短路在稳流电源中是一种最小的负载，即空载，它根本不需要保护。
同样的开路在稳流电源中是一种负载故障，需要保护，但在稳压电源中是空载，根本不需要保护。
线性稳压电源和开关稳压电源详解
线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
?通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管)，续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用)，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制)，就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量;在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时，电流很小;当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理一、引言开关稳压电源是一种常见的电源类型，它能够将输入电压稳定输出，并且具有高效率、小体积等优点。
本文将介绍开关稳压电源的工作原理。
二、开关稳压电源的基本结构开关稳压电源由输入滤波器、变压器、整流滤波器、开关管、控制电路和输出滤波器等组成。
输入滤波器用于去除输入电压中的高频噪声，使得变压器能够正常工作。
变压器将输入电压变换为所需的输出电压和电流。
整流滤波器用于将交流信号转换为直流信号，并去除残余交流信号。
开关管是核心部件，它通过控制通断时间来调节输出电压和输出功率。
控制电路用于控制开关管的通断时间，以实现恒定输出和保护功能。
输出滤波器用于去除残余高频噪声和纹波。
三、开关稳压电源的工作原理1. 输入滤波当输入交流信号进入输入端口时，首先经过一个低通RC滤波器，去除高频噪声和干扰信号。
然后进入变压器。
2. 变压器变压器将输入电压变换为所需的输出电压和电流。
变压器一般采用双绕组结构，包括一个主绕组和一个副绕组。
主绕组与输入端口相连，副绕组与输出端口相连。
当开关管导通时，主绕组中的磁能量会被传递到副绕组中，从而使得输出电压和电流增加。
3. 整流滤波经过变压器的信号是交流信号，需要通过整流滤波器将其转换为直流信号。
整流滤波器一般采用二极管桥式整流电路，将交流信号转换为直流信号，并通过滤波电容去除残余交流信号和纹波。
4. 开关控制开关管是开关稳压电源的核心部件，它通过控制通断时间来调节输出电压和输出功率。
当开关管导通时，变压器中的磁场能量会被传递到输出端口，从而使得输出电压和电流增加；当开关管断开时，则没有磁场能量传递到输出端口，从而使得输出电压和电流减小。
控制开关管的通断时间是开关稳压电源的关键，一般采用PWM（脉冲宽度调制）技术实现。
PWM技术通过改变开关管导通和断开时间的比例来控制输出电压和输出功率。
PWM技术具有精度高、反应速度快等优点。
5. 输出滤波经过开关管控制后的信号仍然存在高频噪声和纹波，需要通过输出滤波器去除。
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源的工作原理
开关稳压电源是一种通过开关电路控制输入电源的开关状态，从而实现稳定输出电压的电源。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 输入滤波电路：开关稳压电源的输入端通常会加入滤波电路，用于滤除输入电源中的杂散信号和电磁干扰。
2. 整流电路：输入电源经过滤波电路后，会进入整流电路。
整流电路通过二极管或桥式整流电路将交流电转换为直流电。
3. 开关变换器：开关稳压电源的核心部件是开关变换器。
开关变换器由开关管、变压器和输出滤波电路组成。
其中，开关管根据控制信号的要求对输入电源进行开关动作，变压器用于改变电压平均值和叠加高频信号，输出滤波电路则用于滤除高频噪声。
4. 反馈控制电路：开关稳压电源通常会添加反馈控制电路，用于监测输出电压并与设定值进行比较，从而调整开关管的开关频率和占空比，以实现稳压功能。
当输出电压低于设定值时，反馈控制电路使开关频率增加，提高占空比，增加输出功率；当输出电压高于设定值时，反馈控制电路降低开关频率，减小占空比，降低输出功率。
5. 输出稳压电路：最后，开关稳压电源的输出端加入稳压电路，用于提供稳定
的输出电压。
总的来说，开关稳压电源通过对输入电源进行开关控制，并通过反馈控制电路来调整开关频率和占空比，使输出电压保持在设定值附近。
其通过高效能的开关变换器实现高转换效率，并且具有稳定输出、快速响应和较低的功率损耗等优点。
《开关稳压电源》课件
不断试验
持续学习
常见问题与解决方案
问题1
01
电源发热严重
原因
02
可能由于电路设计不合理或元件性能不佳。
解决方案
03
优化电路设计，更换性能更好的元件。
常见问题与解决方案
问题2
电源效率低下
原因
可能由于损耗过大或电路结构不合理。
解决方案
降低损耗，对电路结构进行优化。
常见问题与解决方案
问题3
输出电压不稳定
应用
广泛应用于各种电子设备中，如音频功率放大器、逆变器等。
升降压型开关稳压电源
• 总结词：同时具有升压和降压功能的开关稳压电源。
• 详细描述：升降压型开关稳压电源是一种较为特殊的开关稳压电源类型，其工作原理是通过控制开关管的导通和截止时 间，既可以降低输入电压来降低输出电压，也可以增加输入电压来提高输出电压，具有双重调节功能。
空调
在空调中，开关稳压电源 用于控制压缩机和风扇的 运行，保持室内温度的恒 定。
冰箱
冰箱的开关稳压电源确保 冷藏和冷冻系统的正常运 行，保持食品的新鲜。源自通信领域的应用手机
手机的开关稳压电源为通 话、数据传输和各种功能 提供稳定的电力。
路由器
在路由器中，开关稳压电 源为处理数据和信号传输 提供稳定的电力。
初步检查
检查电路中各元件是否正常，无损坏。
调试步骤与注意事项
通电测试
逐步通电，观察各部分工作是否正常 。
调整参数
根据需要调整相关参数，如电压、电 流等。
调试步骤与注意事项
安全第一
确保调试过程中人员和设备安全。
逐步进行
不要一次性将所有参数调整到位，应逐步调整。
开关电源方案
开关稳压电源设计方案一 设计要求1、分析题目要求，设计并制作如图一所示的开关稳压电源：R LU 1=开关稳压电源图一基本要求：① 输出电压0U 可调范围：30V ～36V ；② 最大输出电流max 0I ：2A ；③ 2U 从15V 变到21V 时，电压调整率()A I S O u 2%2=≤；④ O I 从0到2A 时，负载调整率)18%(52V U S I =≤；⑤ 输出噪声纹波电压峰-峰值()A I V U V U V U O Opp 2,36,18102===≤； ⑥ DC/DC 变换器的效率)2,36,18%(70002A I V U V U ===≥η；⑦ 具有过流保护功能，动作电流()A I th O 2.05.2±=。
二 方案论证及选择首先我们需要确定出系统设计方案。
在基本要求中，第 ④⑤⑦对总体方案的影响不大，这些指标都只与器件选择、制作工艺等因素有关，所以，我们主要对第 ⑥两条指标分析。
1、整流电路方案方案一：半波整流优点：单相板波整流电路是最简单的一种整流电路，结构简单，使用元件少。
缺点：输出波形脉动大，直流成分比较低，变压器的利用率低，容易饱和。
方案二：全波整流与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二级管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动系数小等优点。
因此本次设计采用方案二。
2、滤波电路方案方案一：电感滤波电感滤波电路适用于大电流负载，为特性比较硬，由于采用了电感，所以电路比较笨重。
方案二：电容滤波电容滤波电路结构简单，适用于小电流负载。
因电感没有现成的，需要自己缠制，所以制作麻烦且体积较大。
在这里我们选择电容滤波电路进行滤波，即选择方案二。
3、控制方案的选择对第⑥条指标分析，要求变换器整体效率大于或等于70%，对小功率电源来说有点高，计算有，在72W的额定功率、70%效率下，变换器的损耗不能超过21.6W，所以，不论是功率变换器构成的主电路，还是控制电路，都应该尽量简单。
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。
线性稳压电源和开关电源有什么区别_线性稳压电源和开关稳压电源对比分析
线性稳压电源和开关电源有什么区别_线性稳压电源和开关稳压电源对比分析稳压电源（stabilized voltage supply）是能为负载提供稳定的交流电或直流电的电子装置，包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。
当电网电压或负载出现瞬间波动时，稳压电源会以10-30ms的响应速度对电压幅值进行补偿，使其稳定在±2%以内。
知道了什么是稳压电源，接下来跟随小编一起来了解一下什么是线性稳压电源和开关电源，那么这两个之间有什么区别呢？线性稳压电源和开关稳压电源对比分析根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管（在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管）是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小；关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K（实际电路中为三极管或者场效应管），续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用（可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用），将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间（即PWM——脉冲宽度调制），就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量；在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能。
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q称为占空比
方波高电平的时 间占整个周期的 百分比。
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在输入电压一定时， 输出电压与占空比成正比。
可以通过改变比较器输出方波的宽度（占空比）
来控制输出电压值。这种控制方式称为脉冲宽度调制
(PWM)。
由以上分析可以得出如下结论：
1．调整管工作在开关状态，功耗大大降低， 电源效率大为提高；
V3和V4是或非门的输出，只要或非门的输入端有高电 平，它的输出即为低电平。 V3和V4的输出由V2、CP、Q或Q 决定。因Q和Q只能有一个是高电平，T2和T1不可能同时导 通。 T1和T2只能按推挽方式工作，轮流交替导通。
SG3524电路控制过程的波形如图10.27所示。 锯齿波由振荡器提供，V1是误差放大器的输出，它们一
10.5 开关型稳压电源
为解决线性稳压电源功耗较大的缺点，研制了开 关型稳压电源。开关型稳压电源效率可达90%以上， 造价低，体积小。现在开关型稳压电源已经比较成熟， 广泛应用于各种电子电路之中。开关型稳压电源的缺 点是纹波较大，用于小信号放大电路时，还应采用第 二级稳压措施。
10.5.1 开关型稳压电路的工作原理 10.5.2 集成开关型稳压器
由于SG3524可在较高的频率下工作，T1和T2 应选用高频 开关管。变压器应采用高频变压器，滤波电感和滤波电容都 可以选用较小的数值。
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2．调整管在开关状态下工作，为得到直流输出， 必须在输出端加滤波器；
3．可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值； 4．在许多场合可以省去电源变压器； 5．由于开关频率较高，滤波电容和滤波电感的体
积可大大减小。
10.5.2 集成开关型稳压器
(1)开关稳压电源概述
集成开关稳压器，一般有两大类型。一类是包 括调整管在内的集成开关稳压器;另一类称为开关电 源控制器，它不包括调整管。
反之，当VO 增加时，反 馈电压增加， V１输出减小， T1和T2的导 通时间减小， 输出电压VO 减小。
图图1106.2.156 开SG关35稳24压的电内源部应方用框电图路
当三极管的电流过大时，电阻R9上的压降增加到使限流 运算放大器的输出为低，即V1在大大下降， 使T1和T2 关断。
SG3524的10脚也有保护功能，当10脚加高电平时，可 以强迫V1下降， T1和T2关断。10脚与4脚可实现双重保护。
当V1降低时， V2加宽， T1和T2的宽度变窄，导通时间减 小。反之，当V1增加时， T1和T2 的导通时间增加。
(3) SG3524构成的开关稳压电源
现在来讨论3524构成的开关稳压电源的工作原理。 设负载电流加大，VO下降，反馈电压减小，误差放大器的 输出V1增加， T1和T2的导通时间增加，输出电压VO增加。
图10.25 SG3524的内部方框图
SG3524构成开关稳压电源的典型电路如图10.26所示。 图10.26 开关稳压电源应用电路
3524从11和14脚输出在时间上互相错开的两路控制信号，
其开关频率由6和7脚外接的RT和CT决定。1和2脚是内部运算放 大器的输入端，R1和R2构成反馈回路。16脚是基准源，由R3和 R4给误差运算放大器提供一个与反馈信号比较的给定电压。
起加到比较器上。 V2是比较器的输出。振荡器输出的时钟驱 动T '触发器，CP、Q和V2 的或非是V3，决定T1的通断。CP、 Q和V2 的或非是V4，决定T2的通断。由于Q和Q等宽，加上V2 的存在，所以V3和V4这两路信号之间有一定的死区，以保证 T1和T2 管不会同时导通。
图10.27 SG3524的波形图
推挽或单端 推挽 推挽 _
表中前三个是开关电源控制器，后一个是单片开关电源稳压器。
(2)开关稳压电源控制器SG3524
利用开关电源控制器可以方便地构成开关电源。 SG3524 是一个典型的性能优良的开关电源控制器，其内部的结构框图 如图10.25所示。
它的内部 包括误差放大 器、限流保护 环节、比较器、 振荡器、触发 器、输出逻辑 控制电路和输 出三极管等环 节。
根据电路图的接线，当三角波的幅度小于比较 放大器的输出时，比较器输出高电平，对应调整管
的导通时间为ton；反之输出为低电平，对应调整管 的截止时间toff。
为了稳定输出电压，应按电压负反馈方式引入反
馈，以确定基准源和比较放大器的连线。设输出电
压增加，FVO增加，比较放大器的输出Vf减小，比较 器方波输出的toff增加，调整管导通时间减小，输出 电压下降。起到了稳压作用。
实际上就是一个脉冲宽度调制（PWM）控制器， 经常也用于其脉宽调制场合。
典型的开关电源控制器和开关电源见下表
型号
TL494 SG3524 SG3525 LM2575
电源范围/V
7～40 8～35 8～35 3.5～35
最大输出电流 /A
0.2 0.1 0.5
1
内部参考源 /V
5 5 5 1.23
输出级形式
各点波形见图10.24。由于调整管发射极输出为方 波，有滤波电感的存在，使输出电流iL为锯齿波，趋 于平滑。输出则为带纹波的直流电压。
分 析 见 下 页
图10.24 开关电源波形图
忽略电感的直流电阻，输出电压VO即为vE的平均分 量。于是有
VO
=
1 T
t1
0
vEdt
1 T
T
t1
vE
dt
1 T
(VD
10.5.1 开关型稳压电路的工作原理
开关型稳压电源的原理可用图10.23的电路加以 说明。它由调整管、滤波电路、比较器、三角波发 生器、比较放大器和基准源等部分构成。
图10.23 开关型稳压电源原理图
三角波发生器通过比较器产生一个方波vB，去控制 调整管的通断。调整管导通时，向电感充电。当调整管 截二止极时管，D即必可须起给到电这感个中作的用电电相平当，平当流最方有最方输小波输提大波出利值存出供值不波的在波于一的存形部的形保个部在中分部中护泄分的电，分电调，部位放对。位整对分水方水通方。平管波平路波低而高。。而于言于续言低，高流，相电