开关电源基础知识
TI_开关电源基础知识
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转换器效率和损耗
“损耗” = 任何从输入吸收而未传送至输出的能量
MOSFET • 开关损耗 • 栅极驱动损耗 • 传导损耗
无源组件 • L：绕组和磁芯损耗 • 阻性损耗 • 电容器 ESR 损耗
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反激式转换器特性
缺点：
• 高输出纹波电流。 • 高输入纹波电流。 • 环路带宽可能受限于右半平面 (RHP) 零点。
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反激式的优点及应用
采用最简单的隔离式拓扑，因而具有最低的成本 使用了数量最少的功率组件：4 个 最为人们所了解、 实现的数量最多而且得到最广泛支持 的拓扑之一
由于上述原因，对于功率范围 <150W 的应用而言 反激式转换器是一种上佳的选择
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将脉冲输出电压转换为稳定的电压
需要某种将在开关接通期间存储能量而在开关切断 时提供此能量的手段 在电子行业中有两种主要储能器件：电容器和电感 器
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实例：简化的降压开关电源
S1 L1 输出 输入 C1
控制器
D1
C2
RL
VO = VIN · DC
输入电容器 (C1) 用于使输入电压平稳 输出电容器 (C2) 负责使输出电压平稳 箝位二极管 (D1) 在开关开路时为电感器提供一条电流通路 电感器 (L1) 用于存储即将传送至负载的能量
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滞环模式控制
FET 的接通和关断基于输出电压的检测
开关式 (Bang-Bang) 控制：输出电压始终恰好高于或低于理想设定点 比较器迟滞用于保持可预测的操作并避免开关“跳动”。
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脉冲跳跃 / 省电模式
在轻负载时，PWM 转换器能自动切换至一种“低功耗”模 式以最大限度地减少电池电流消耗 该模式有时被称为“PFM”– 但实际上是一个间歇式地接通 和关断的固定频率 (PWM) 转换器
开关电源的基础知识题目及答案
第1题：省电模式具有以下哪些性能特征?A高的轻负载效率B固定的开关频率C可能存在EMI 问题D在轻负载时具有较高的纹波电压快速瞬态响应正确答案：A,C,D所选答案：B,C第2题：在下面的升压型转换器中，在FET 开关断开之后，电感器电流将会?A立刻降至零B反向并通过FET 体二极管流至VinC减小并通过Catch二极管流至VoutD增大并通过Catch二极管流至Vout正确答案：C所选答案：C第3题：根据下面的电路原理图，该转换器是?A降压B升压C降压-升压D线性稳压器不知道正确答案：B所选答案：D第4题：哪种操作模式可改善轻负载效率?APFMBPWMC滞环控制D脉冲跳跃正确答案：A,C,D所选答案：A,B,C,D第5题：同步降压稳压器意味着?A开关频率同步至系统时钟B可使用开关FET场效应管替代续流二极管C无需采用整流器件D同等条件设计，效率高于非同步转换正确答案：B,D所选答案：B,D第1题：对于升压转换，占空比= DC，输出电压等于?AVinBVin*DCCVin/DCDVin/(1-DC)正确答案：D所选答案：B第2题：在轻负载条件下，转换器损耗受以下哪个因素的影响?A开关FET 导通电阻和驱动速度B开关频率C电感器的直流和交流损耗DIC 电流以上全部正确答案：E所选答案：A,B,C,D,E第3题：根据下图，该拓扑为?A正激式B反激式C降压-升压型D不知道正确答案：B所选答案：B第4题：一般而言，PWM 转换器具有以下哪些性能特征?A固定的占空比B固定的开关频率C可在轻负载时实现高效率D电磁兼容和辐射抑制电路设计考虑比PFM简单些正确答案：B,D所选答案：B,C第5题：电感器在降压拓扑中的用途是?A提供输出短路保护B在开关导通时储存能量C抑制输出电压纹波D在开关断开时储存能量正确答案：B,C所选答案：C,D一般来说，PFM 转换器具有以下哪些性能特征?A固定的占空比B可变的开关频率C可在轻负载条件下提供高效率D快速瞬态响应正确答案：B,C所选答案：A,B,C,D第2题：根据下图，该拓扑为?A正激式B反激式C降压-升压型D不知道正确答案：B所选答案：B第3题：在下面的升压型转换器中，在FET 开关断开之后，电感器电流将会?A立刻降至零B反向并通过FET 体二极管流至VinC减小并通过Catch二极管流至VoutD增大并通过Catch二极管流至Vout正确答案：C所选答案：C第4题：反激式拓扑具有以下哪些特性?A低成本B更适合于>50WC高输出纹波电流D多输出电压轨低复杂性正确答案：A,C,D,E所选答案：A,B,C,D,E第5题：当使用开关电源进行降压转换时，在输入为5V、负载电流为1A、Vout 从 3.3V 变至1V 的情况下，效率通常将会?A增高B下降C保持不变D不知道正确答案：B所选答案：B。
开关电源基础知识(PWM与PFM)
对于噪声 / 纹波的敏感度在很大程度上取决于应用 对于 LED 应用，可以采用不同类型的亮度控制方法
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定义 – PWM 和 PFM
PWM 转换器 PFM 转换器 • PFM = 脉冲频率调制 • 采用了一个可变频率时钟 • PFM 转换器实例：“恒定导通时间” 或 “恒定关断时间”控制 DC-DC 转 换器。 • 有几种 PFM 变种，而且该术语用于 指后面讨论的其他操作模式…
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IC 的工作电流会ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ响轻负载效率
假如负载电流约为 1 mA，则 IC 的内部电流 在 4 mA 左右
• “最好情况”效率< 20%
如果负载电流约为 200 mA，则 IC 的内部电流 为 4 mA 左右
• “最好情况”效率 > 90%
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双模式降压转换器
在 PWM 模式中 IC 工作电流约为 3.5 mA 在省电模式中 IC 工 作电流约为 23 µA
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省电模式与强制 PWM 模式的对比
（在 10 至 30 mA 负载瞬变条件下）
可变频率 高纹波
节能模式
PWM模式
小纹波
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多种省电模式
快速 PFM：效率高于 PWM，但 低于轻 PFM (LPFM)。权衡折衷 如需在非常轻负载时实现最高的 效率，则采用“轻 PFM”模式 如需在轻负载和重负载之间频繁 切换，且具有上佳的瞬态响应， 则可使用“快速 PFM”模式 省电模式的选择由用户通过向转 换器发送 I2C 命令来完成
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输出纹波差异
采用省电模式时的一项折衷：在某一给定的负载电流条件下 输出纹波较高 在本例中达到了 15 mVPP，而 PWM 模式则仅为 < 5 mVPP
开关电源基础知识
开关电源基础知识
1. 你知道开关电源到底是啥玩意儿吗？就好比家里的电灯开关，一按就亮，开关电源也是这样控制电流的呀！比如手机充电器就是个典型的开关电源。
2. 开关电源的工作原理复杂吗？其实也没那么难理解啦！就像人吃饭消化提供能量一样，它把电处理好给设备供能呢！像电脑主机里的电源就是这样工作的。
3. 开关电源有哪些重要的组成部分呢？嘿，这就像搭积木，每个部分都不可或缺呀！像变压器，不就像个大力士在帮忙变魔法嘛！比如一些电器里的变压器。
4. 开关电源的效率能有多高呢？哇塞，那可高得很呢！就如同跑步冠军一样，快速又高效地完成任务！像一些高效节能的灯具用的就是高效率的开关电源。
5. 开关电源的稳定性重要不？当然啦，这可关系重大呀！就好像走钢丝，得稳稳当当的才行呢！像一些精密仪器就需要稳定的开关电源来保障。
6. 开关电源的体积能做很小吗？能呀，小得惊人呢！就像小魔术一样把大东西变小了。
像现在很多便携设备里的电源就超小的。
7. 开关电源在生活中有多常见呢？哎呀，那可太常见啦！简直无处不在呀！像电视、冰箱，到处都有它的身影呢！
8. 开关电源的质量怎么判断呢？这可得好好研究研究呀！就像挑水果，得看外表又得看内在。
比如有些电源用起来就特别靠谱。
9. 开关电源未来会发展成啥样呢？那可不好说呀，也许会像科幻电影里一样厉害呢！说不定以后的电源都超级智能啦！
10. 学习开关电源基础知识有趣吗？当然有趣啦！就像探索一个神秘的世界一样让人兴奋呢！等你了解了就知道啦！。
开关电源基础知识(隔离与非隔离式)
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重要的波形
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稳态分析
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反激式转换器设计问题
必须选择合适的反激式转换器组件，以便能够处理 必要的电流和电压应力。这些应力由前一章节里给 出的公式确定。 所有这些应力均与变压器有关：匝数比、电感。
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反激式转换器设计问题
该图示说明了针对反激式变压器的基本要求。 请注意，由于集肤效应的原因，在高开关频率变压器中需要采 用多股细导线。为使操作在较宽的负载范围内保持于连续导通 模式，需要高电感。由于使用了较高的电感，初级和次级电路 中的纹波电流都将较低。
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谢谢!
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反激式转换器特性
缺点：
• 高输出纹波电流。 • 高输入纹波电流。 • 环路带宽可能受限于右半平面 (RHP) 零点。
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反激式的优点及应用
采用最简单的隔离式拓扑，因而具有最低的成本 使用了数量最少的功率组件：4 个 最为人们所了解、 实现的数量最多而且得到最广泛支持 的拓扑之一
由于上述原因，对于功率范围 <150W 的应用而言 反激式转换器是一种上佳的选择
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正激式 / 反激式拓扑比较
Feature Forward正激 Flyback反激
输入滤波 输出滤波 效率 多输出能力 成本
中等，脉冲 从电感器提供低的连续 输出电流 中等 有，耦合输出电感器设 计会很困难 中等
中等，脉冲 高的脉冲输出电流需要采用 大的输出电容器 低至中等 有，利用谨慎的变压器设计 实现了优良的交叉调节 低，无输出电感器 < 150W 低
隔离式与非隔离式
非隔离式拓扑
这里所给的图形示出了三种基 础型的 DC-DC 电源转换器拓扑 主要局限 – 它们未在输入和输 出之间提供电隔离
TI开关电源基础知识
TI开关电源基础知识目录1. 内容概览 (3)1.1 电源的重要性 (4)1.2 开关电源的概述 (5)2. 开关电源的工作原理 (6)2.1 开关型转换器的基本结构 (7)2.2 电流连续和电压连续型转换器 (8)2.3 开关频率的选择 (10)3. 开关电源的类型 (11)3.1 反激式转换器 (12)3.2 正激式转换器 (14)3.3 桥式转换器 (14)3.4 半桥转换器 (16)3.5 推挽转换器 (17)4. 开关电源的设计流程 (18)4.1 系统级设计 (19)4.2 输入和输出电压的选择 (20)4.3 开关频率和占空比的确定 (21)4.4 主开关和滤波器的选择 (22)5. 关键组件和工作原理 (24)5.1 主开关 (26)5.2 次级侧整流二极管 (27)5.3 输入和输出滤波电感 (28)5.4 输出滤波电容器 (29)5.5 反馈网络 (31)6. 设计举例与案例分析 (31)6.1 反激式转换器设计实例 (33)6.2 正激式转换器设计实例 (34)6.3 桥式转换器设计实例 (35)6.4 半桥转换器设计实例 (37)6.5 推挽转换器设计实例 (39)7. 电源效率与负载调整率 (40)7.1 效率计算 (42)7.2 负载调整率 (43)8. 开关电源的设计注意事项 (43)8.1 EMI抑制措施 (45)8.2 热管理 (46)8.3 电磁兼容性与安全 (47)8.4 封装与稳定 (49)9. 现代开关电源技术 (50)9.1 软开关技术 (52)9.2 多相电源 (53)9.3 高频转换器技术 (54)9.4 变频技术 (55)9.5 数字控制技术 (56)10. 测试与调试 (58)10.1 工作频率和占空比的测试 (59)10.2 输出电压和波形的测试 (60)10.3 效率和负载调整率的测试 (61)10.4 EMI和噪声测试 (63)11. 结论与展望 (64)11.1 开关电源的发展趋势 (65)11.2 未来研究方向 (66)1. 内容概览开关电源作为现代电子设备中不可或缺的组成部分，以其高效、节能、小巧等特点赢得了广泛的应用。
dcdc电源电路基础知识
dcdc电源电路基础知识DC/DC基本知识DC/DC是开关电源芯片。
开关电源，指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（MOSFET等）进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。
其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开关的周期的比值）有关。
开关电源可以用于升压和降压。
我们常用的DC-DC产品有两种。
一种为电荷泵（Charge Pump），一种为电感储能DC-DC转换器。
本文详细讲解了这两种DC/DC产品的相关知识。
目录一. 电荷泵1. 工作原理2. 倍压模式如何产生3. 电荷泵的效率4. 电荷泵的应用5. 电荷泵选用要点二. 电感式DC/DC1. 工作原理（BUCK）2. 整流二极管的选择3. 同步整流技术4. 电感器的选择5. 输入电容的选择6. 输出电容的选择7. BOOST 与BUCK的拓扑结构一. 电荷泵电荷泵为容性储能DC-DC产品，可以进行升压，也可以作为降压使用，还可以进行反压输出。
电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。
1. 工作原理电荷泵是通过外部一个快速充电电容（Flying Capacitor），内部以一定的频率进行开关，对电容进行充电，并且和输入电压一起，进行升压（或者降压）转换。
最后以恒压输出。
在芯片内部有负反馈电路，以保证输出电压的稳定，如上图Vout ，经R1,R2分压得到电压V2，与基准电压VREF做比较，经过误差放大器A，来控制充电电容的充电时间和充电电压，从而达到稳定值。
电荷泵可以依据电池电压输入不断改变其输出电压。
例如，它在1.5X或1X的模式下都可以运行。
当电池的输入电压较低时，电荷泵可以产生一个相当于输入电压的1.5倍的输出电压。
而当电池的电压较高时，电荷泵则在1X模式下运行，此时负载电荷泵仅仅是将输入电压传输到负载中。
这样就在输入电压较高的时候降低了输入电流和功率损耗。
2. 倍压模式如何产生以1.5x mode为例讲解：电压转换分两个阶段完成。
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.桥式整流器和高压滤波:经过EMI滤波后的市电，再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。
开关电源基础知识学习资料
T = tON + tOFF
volatge, vL(t)
Buck的两个基本的公式
在电感电流连续模式CCM下： Vo=（Ton/T）×Vin=D × Vin
L=（(Vபைடு நூலகம்n-Vout)*Vout） /(ΔI*f*Vin)，这里的ΔI一般 取输出电流的10~30%。
2024/8/31
tON
VIN - VO
➢ 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。
工作原理： 通市电，经起动电阻R32 R33 R34给电容C8充电到15V-UVLO(OFF)。IC 开始工作， 输出PWM 脉冲，驱动MOSFET Q2导通，由于输出整流二极管D5、D6反偏截止，能 量存储在变压器T2原边电感。当变压器原边电流上升到输出反馈的设定值，无输出脉 冲，MOSFET Q2关断，D5、D6导通，进入反激阶段，能量从变压器原边传递到变压 器次级，经整流滤波给客户负载供电。如此周而复始，直至关机或保护。
开关电源基本概念3--主要技术指标
➢ 输入要求； 1、输入电压范围，2、输入电压频率，3、额定输入电流，4、输入电压跌落 及瞬间停电，5、浪涌冲击电流，6、静态功耗效率，能效标准，7、输入单 相或三相制，单相分两线制或三线制（classⅠ，classⅡ)，8、保险管。
➢ 输出要求： 1、额定输出电压，2、额定输出电流，3、稳压精度：电压调整率，负载调整 率，纹波及噪声；4、瞬态特性：启动时间，保持时间，输出电压的上升时间、 下降时间、过冲、欠冲。
TOP与UC3842的区别
开关电源基础基础知识1.什么是开关电源：开关电源就是，通过电路控制开关管，进行高速的导通和截至，将直流电转换为交流电，提供给高频变压器进行变压，从而产生出一组或多组电压。
一般说来，开关频率的取值在30KHz到150KHz之间。
2.开关电源的主要部分：1) 整流滤波部分：这一部分的主要工作，是将交流转化为直流，提供给开关电源变压器的初级线圈。
事实上，由于工频输入的频率为50Hz，而开关管工作的频率为30～150K Hz，在开关电源容量不大，并且要求也不太高的情况下，可以考虑省去母线滤波电路，仅留下整流部分即可。
不过，这是以增加电路的损耗，因为开关电源总是要不断的调节自身的PWM波的占空比，以达到稳压的目的。
2) 逆变部分：通过PWM产生芯片，控制开关管的导通与关断。
开关管开通时，母线对变压器进行充电，电能转化为磁能，存储在变压器中；开关管关断时，之前存储在变压器中的磁能，则以电能的方式释放出来。
这其中，很重要的一个环节，就是闭环的调节。
通过将输出电压，与我们设定的基准进行比较，并参考比较得出的结果，用以调节输出PWM波的占空比：电压偏低时，增大占空比；电压偏高时，减小占空比。
以此来达到稳压的目的。
开关电源的调试，主要是针对这一部分。
3) 输出滤波部分：对变压器输出的波形进行滤波，以得到稳定的直流输出。
3. 为什么要学习开关电源：相对于现有的电源模块来说，板载开关电源具有很多的优势，输入范围宽，输出电压的组数和每组电压值可以自行设定，此外，价格也比较便宜。
也许我们在没有涉及到一个完整的产品的时候，还不会感觉到开关电源的重要性；平时我们做做实验，也是现成的开关电源直接使用。
但是，仔细想想，一个投入使用的产品，用户提供的永远只有50Hz的市电。
那么，我们的线路板上的芯片，集成，器件等等，它们使用的电源，必将由开关电源来提供。
一般说来，只要线路板上，对电源电压有一定要求的情况下，开关电源必不可少。
此外，基于开关电源的产品，现在也逐渐的开始热起来。
开关电源的基础知识,学习下吧
交通运输
第1章 开关电源的基础知识
电力系统
柔性交流输电FACTS
高压直流装置HVDC
SVC
第1章 开关电源的基础知识
电子装置用电源
电子装置
程控交换机
微型计算机
第1章 开关电源的基础知识
家用电器
第1章 开关电源的基础知识
其他
航天技术
大型计算机的UPS
新型能源
第1章 开关电源的基础知识
1.3 对开关电源的基本要求
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 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
通过本课程的系统学习， 通过本课程的系统学习，在电源公司或者相关电子行业企 业从事以下职位的工作： 业从事以下职位的工作：
技术员
测试员（工程部/ 测试员（工程部/设计 部、QA品质认证等） QA品质认证等） 品质认证等
工程师
助理工程师 应用工程师/FAE工程 应用工程师/FAE工程 /FAE 师（著名芯片管理公 司）/市场开拓工程师 高级 工程师
第1章 开关电源的基础知识
本课程主要学习内容： 本课程主要学习内容：
一、开关电源的基础知识及功率器件； ◆二、开关电源技术的主电路（电源输入电路及功率变换电 路）； ◆三、开关电源的控制、驱动及保护电路； ◆四、开关电源中的磁性元Байду номын сангаас（滤波电感及高频变压器）； 五、开关电源实际应用电路。
第1章 开关电源的基础知识
标准开关电源
标准开关电源
标准开关电源是一种常见的电源设备，广泛应用于各种电子设备和电器中。
它具有稳定的输出电压和电流，能够为设备提供可靠的电力支持。
本文将介绍标准开关电源的工作原理、分类和应用领域。
首先，标准开关电源的工作原理是利用开关管的导通和截止来控制输出电压和电流。
当输入电压通过变压器降压后，经过整流、滤波和功率因数校正电路后，进入开关管的控制电路。
控制电路根据输出电压的变化情况，控制开关管的导通和截止，从而调节输出电压的稳定性。
这种工作原理使得标准开关电源具有高效率、小体积和轻质量的特点。
其次，标准开关电源根据不同的输出特性和应用领域，可以分为直流开关电源和交流开关电源两种类型。
直流开关电源适用于需要稳定直流电压和电流的领域，如通讯设备、工业自动化设备等；而交流开关电源适用于需要稳定交流电压和电流的领域，如家用电器、办公设备等。
不同类型的开关电源具有各自的特点和优势，在不同的应用场景中发挥着重要作用。
最后，标准开关电源在各种电子设备和电器中都有广泛的应用。
它不仅可以为设备提供稳定的电力支持，还可以提高设备的能效和
可靠性。
在现代社会中，标准开关电源已成为各种电子产品的重要
组成部分，为人们的生活和工作带来了诸多便利。
总之，标准开关电源作为一种重要的电源设备，具有稳定的输
出特性和广泛的应用领域。
它的工作原理、分类和应用都是我们需
要了解和掌握的知识。
相信随着科技的不断发展，标准开关电源将
会在更多的领域发挥重要作用，为人们的生活和工作带来更多的便
利和效益。
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。
dcdc电源电路基础知识
DC/DC基本知识DC/DC是开关电源芯片。
开关电源，指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（MOSFET等）进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。
其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开关的周期的比值）有关。
开关电源可以用于升压和降压。
我们常用的DC-DC产品有两种。
一种为电荷泵（Charge Pump），一种为电感储能DC-DC转换器。
本文详细讲解了这两种DC/DC产品的相关知识。
目录一. 电荷泵1. 工作原理2. 倍压模式如何产生3. 电荷泵的效率4. 电荷泵的应用5. 电荷泵选用要点二. 电感式DC/DC1. 工作原理（BUCK）2. 整流二极管的选择3. 同步整流技术4. 电感器的选择5. 输入电容的选择6. 输出电容的选择7. BOOST 与BUCK的拓扑结构一. 电荷泵电荷泵为容性储能DC-DC产品，可以进行升压，也可以作为降压使用，还可以进行反压输出。
电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。
1. 工作原理电荷泵是通过外部一个快速充电电容（Flying Capacitor），内部以一定的频率进行开关，对电容进行充电，并且和输入电压一起，进行升压（或者降压）转换。
最后以恒压输出。
在芯片内部有负反馈电路，以保证输出电压的稳定，如上图Vout ，经R1,R2分压得到电压V2，与基准电压VREF做比较，经过误差放大器A，来控制充电电容的充电时间和充电电压，从而达到稳定值。
电荷泵可以依据电池电压输入不断改变其输出电压。
例如，它在 1.5X或1X的模式下都可以运行。
当电池的输入电压较低时，电荷泵可以产生一个相当于输入电压的 1.5倍的输出电压。
而当电池的电压较高时，电荷泵则在1X模式下运行，此时负载电荷泵仅仅是将输入电压传输到负载中。
这样就在输入电压较高的时候降低了输入电流和功率损耗。
2. 倍压模式如何产生以1.5x mode为例讲解：电压转换分两个阶段完成。
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
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。
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第1章 开关电源的基础知识
1.7 开关器件
开关器件(即开关电源的电子器件)的特性及其驱动是开关电源电路中关键 的问题。
1.7.1 开关器件概述
1. 开关器件的特征
同处理信息的电子器件相比，开关电源的电子器件具有以下特征： (1) 能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力是开关器件最重要 的参数，其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级，大多远大于处 理信息的电子器件。 (2) 开关器件一般都工作在开关状态，导通时(通态)阻抗很小，接近于
压降获得稳定的输出电压。（功率管工作在线性放大状态）
开关稳压电源—通过调整功率管的导通（或截止）时间获得稳定的输出 电压。（功率管工作在饱和导通状态）
第1章 开关电源的基础知识
第1章 开关电源的基础知识
第1章 开关电源的基础知识
第1章 开关电源的基础知识
一、串联稳压电源
线性串联稳压电源的原理图如图1所示：
二、表面处理工程
三、在环境保护中的应用 四、在激光中的应用
五、在电力系统中的应用
六、在通信领域中的应用（ PC电源：输出电压为：12V/14A， -12V/0.5A，
5V/18A，3.3V/14A ；笔记本适配器：输入100-240Vac，50-60Hz，输出
20V/3.25A,不间断电源(UPS) ）
第1章 开关电源的基础知识
◆开关电源的优点：
(1） 功耗小、 效率高。
开关管中的开关器件交替工作在导通—截止—导通的开关状态，转
换速度快， 这使得功率损耗小，电源的效率可以大幅度提高，可达90 ％～95％。 (2） 体积小、重量轻。 开关电源效率高， 损耗小，可以省去较大体积的散热器； 用起隔 离作用的高频变压器取代工频变压器，可大大减小体积，降低重量；因 为开关频率高，输出滤波电容的容量和体积也可大为减小。
一、使用性能要求
1、高的可靠性 平均无故障时间（MTBF）>3000h
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
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
二、开关稳压电源
◆基本组成如图2所示：
交流输入
EMI 滤波器
整流 滤波
变换 电路
高频 变压器
整流 滤波器
直流输出
控制 驱动
取样比 较放大
第1章 开关电源的基础知识
◆开关稳压电源的原理图如图所示：
第1章 开关电源的基础知识
◆主电路的工作原理为：50 Hz单相交流220 V电压或三相交流220
第1章 开关电源的基础知识
第1章 开关电源的基础知识
3. 开关器件的分类
开关器件按其能够被控制电路信号所控制的程度，分为以下三类： (1) 半控型器件——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断， 晶闸管及其大部分派生器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决 定。 (2) 全控型器件——通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又 称自关断器件，如绝缘栅双极晶体管IGBT、 电力场效应晶体管 MOSFET、 门极可关断晶闸管GTO。 (3) 不可控器件——不能用控制信号来控制其通断，因此也就不需要驱 动电路。如电力二极管(Power Diode)只有两个端子，它的通和断是由其 在主电路中承受的电压和电流决定的。
V/380 V电压首先经EMI防电磁干扰的电源滤波器滤波（这种滤波器主要 滤除电源的高次谐波），直接整流滤波（不经过工频变压器降压，滤波
电路主要滤除整流后的低频脉动谐波），获得一直流电压；然后再将此
直流电压经变换电路变换为数十或数百千赫的高频方波或准方波电压， 通过高频变压器隔离并降压（或升压）后，再经高频整流、滤波电路， 最后输出直流电压。 ◆控制电路的工作原理是：电源接上负载后，通过取样电路获得其输 出电压，将此电压与基准电压做比较后，将其误差值放大，用于控制驱 动电路，控制变换器中功率开关管的占空比，使输出电压升高（或降 低），以获得一稳定的输出电压。
第1章
开关电源的基础知识
1.1 开关稳压电源和线性串联稳压电源 1.2 开关电源的分类
1.4 开关电源的应用及发展
1.3 对开关电源的基本要求 1.7 开关电源中的功率器件
第1章 开关电源的基础知识
1.1 开关稳压电源和线性串联稳压电源
1.1.1 电源的定义（电源犹如人体的心脏，是所有电设备的动力）
短路，管压降接近于零，电流由外电路决定；阻断时阻抗很大，接近于
断路，电流几乎为零，管子两端电压由外电路决定。
第1章 开关电源的基础知识
(3) 开关器件的动态特性也是很重要的方面，有些时候甚至上升为第一
位的重要问题。作电路分析时，为简单起见往往用理想开关来代替实际 开关。
(4) 电路中的开关器件往往需要由信息电子电路来控制。在主电路和控
4. 山特电子有限公司（）
5. 宝威电源有限公司（) 6. 爱立信电源（Ericsson DC-DC power）
7. 科索电源（)
据统计，在珠三角（深圳、东莞、广州、中山、佛山等），有1000多 家公司生产电源。
第1章 开关电源的基础知识
3、效率η：电源输出功率Po与输入功率Pi的比值。这个比值越高，开关
电源的体积越小，同时可靠性也越高。目前开关电源的效率可达到90％
以上。
第1章 开关电源的基础知识
4、 输出电压调节范围：由于电源的输出电压只和基准电压与输出取样
电路的元器件参数有关，因此，输出电压调节范围反映在线性电源上是 稳压调整管集电极电流的变化范围，反映在开关电源上是开关调整管脉
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
冲占空比D的变化范围。
5、 输出电压稳定性：输出电压随负载变化而变化的特性，这个变化量 越小越好。它主要和反馈调节回路的增益及频响特性有关。反馈调节回 路增益越高，基准电压UE越稳定，输出电压Uo的稳定性就越好。 6、 输出功率Po：电源能输出给负载的最大功率，它和负载功率有关。 为了保证电源安全，要求输出功率有20％～50％的裕量。 7、电气保护：输入过电压、欠电压保护，输出过电压、欠电压保护， 输出过电流保护。 8、功率器件过热保护
第1章 开关电源的基础知识
(3） 稳压范围宽。
开关电源的输出电压由占空比来调节，输入电压的变化可以通过占 空比的大小来补偿。这样，在工频电网电压变化较大时， 它仍能保证
有较稳定的输出电压。
(4） 电路形式灵活多样。 设计者可以发挥各种类型电路的特长， 设计出能满足不同应用场合 的开关电源。
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
◆开关电源的缺点：
主要是存在开关噪声干扰，开关器件工作在开关状态，它产生的交流电 压和电流会通过电路中的其它元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，此外，
这些干扰还会串入工频电网，使电网附近的其它电子仪器、设备和家用
电器受到干扰。因此，设计开关电源时，必须采取合理的措施来抑制其 本身产生的干扰。
第1章 开关电源的基础知识
技术员
测试员（工程部/设计 部、QA品质认证等）
工程师
助理工程师
应用工程师/FAE工程 师（著名芯片管理公 司）/市场开拓工程师 高级 工程师
第1章 开关电源的基础知识
著名电源厂家
1. 艾默生网络能源有限公司 （Emerson network power）
2. 雅达电源/腾讯亚太电子（） 3. 台达电子有限公司（deltaww. ）
器件只能承受较小的电压和电流，因此在主电路和控制电路 连接的路径上，如驱动电路与主电路的连接处，驱动电路与 控制信号的连接处，或者主电路与检测电路的连接处，一般 需要进行电气隔离，而通过其他手段如光、 磁等来传递信 号。 由于主电路中往往有电压和电流的过冲，而开关器件一 般比主电路中普通的元器件要昂贵，但承受过电压和过电流 的能力却要差一些，因此必须在主电路和控制电路中附加一 些保护电路，以保证开关器件和整个电源系统正常、 可靠 运行。
第1章 开关电源的基础知识
电力系统
柔性交流输电FACTS
高压直流装置HVDC
SVC
第1章 开关电源的基础知识
电子装置用电源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电子装置
程控交换机
微型计算机
第1章 开关电源的基础知识