开关电源培训资料

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2.8 输出纹波即杂音
指标定义： 指标定义：又称周期与随机偏移（PARD），即在全部影响量和控制量均保持恒定 的情况下，在规定的带宽内，直流输出量对其平均值的周期和随机偏移。对 规定带宽的周期与随机偏移而言。它可以用有效值Vr.m.s与（或）峰—峰值 （Vp-p）表示。 测量条件 a、输入电压一般为额定值（具体依产品规格要求）。 b、各路输出一般带上满载。 c、测量端并联一个0.1μF的无极性电容和一个10μF的电解电容，如产品规格无 要求则在测量端并联一个0.1μF的无极性电容。 测试方框图
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1.1 线性电源和开关电源比较
线性电源 工作频率 50~100HZ <50% 效率 体积 大 技术 简单 小功率时低 成本 大功率时高 电网干扰 小 开关电源 >20KHZ 60~100% 小 复杂 小功率时高 大功率时低 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， 目前开关电源广泛采用的是PWM脉宽调制方式，即 PWM脉宽调制方式 功率开关管的开关频率固定，通过调整开关管的导通、 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 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 实现AC-DC、DC-DC、DC-AC等升降压变换， AC 等升降压变换 的方式又基本可分为反激式、正激式、推挽式、半桥式、 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， 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。 方式。
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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 以下） 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。 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， 用于中大功率电源（500W）左右， 变压器作为电压变换， 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。 储能电感，开关管截止时释放能量。 图二位双关正激的电路， 图二位双关正激的电路，功率可做 得更大一些。 得更大一些。
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2.5 电压调整率
指标定义： 指标定义：即为电源稳定输出电压对电源输入电压的变化（最小值—最大值）的 调整性。 计算方法 a、负载电流为额定值（满载电流），源电压为标称值时，测出稳定输出电压UO （可从5.4.3测试数据中得到）。 b、负载电流为额定值时，求出源电压从最小值（下限）到最大值（上限）时输 出电压的最大值与最小值U（从4.3.4测试数据可 得）。 c、电压调整率= U-Uo ×100% Uo d、对于多路输出，其它各路应与被测一路同时带满载。
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2.7 稳压精度
指标定义： 指标定义：在全输入电压范围及正交负载电流条件下电源稳定输出电压相对于其 整定值的最大偏离比例范围。 计算方法 稳压精度=（U-UO）/UO ×100% U为2.6中的输出电压范围上下限值。 UO为输出电压整定值（输入电压为额定值，输出电流为一半额定电流时， 测出的输出电压数值
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目录
1.开关电源基本原理 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 30W电源简介 2.常用电气指标即测试方法 2.常用电气指标即测试方法 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 测试仪器要求 最大输入电流 启动冲击电流 交调测试 电压调整率 负载调整率 2.13抗电强度 2.7 稳压精度 2.13抗电强度 2.14绝缘阻抗 2.8 输出纹波即杂音 2.14绝缘阻抗 2.15效率 2.9 瞬态响应 2.15效率 2.10开机延时 2.16功率因素 2.10开机延时 2.16功率因素 2.11输出电压动态响应 2.11输出电压动态响应 2.12保护电路 2.12保护电路
V
被测 电源
V
小 载
满 载
测试方法 a、先如图连接好测试电路，对于每一路输出都应准备小载、满载。如果负载调整率、 稳半载测量。 b、对于各种正交情况，应统一汇制成一张记录表格。 c、对于每一种情况都进行测试并记录数据。 d、此交调测试记录数据作为计算输出电压范围，电压调整率、负载调整率，稳压精度 的原始数据。
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1.2 常用开关电源类别
3. 半桥电路 可做大功率电源， 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。 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： 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： 500W电源来介绍开关电源的各个组成部分及功能
供电 电源 V
C
被测 电源
纯电阻负 载
示波器、杂音计、 选频表
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2.8 输出纹波即杂音
测试方法 a、先如图布置好测试电路。 b、对于测试纹波应把示波器TIME/DIV调至10μS左右，带宽设为20MHz，测量到的周期 偏离值即为纹波Vr.m.s。 c、对于输出杂音电压测试，应把示波器TIME/DIV调至0.5S以便于测量其随机偏移的峰 峰值杂音电压（VP-P），示波器带宽设为20MHz，在电源输出功率范围内调节电源输 出负载，使Vp-p达到最大值。
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2.4 交调测试
指标定义： 指标定义：在相应的输入电压范围内（取范围下限、额定电压、范围上限三点），对 各路输出分别为小载或满载条件进行正交后进行输出电压的测试。 测试条件 a、输入电压分别为范围下限，额定值、范围上限。 b、负载条件为各路的小载及满载的正交。 测试方框图
小 载 满 载
V
可调 供电 电源
开关电源基础知识
2009 年 02月 月
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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 培训目的： 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， 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。 了解电源的可靠性等知识。 • 培训时间：1小时 培训时间： • 培训地点： 培训地点：
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2.9 瞬态响应（开关机瞬态，负载瞬态）
测试条件 a、开关机过冲 电源输出各种负载组合。 输入电压全范围。 b、负载跃迁 负载电流为标称值的25%~50%~25%和50%~75%~50%。 输入电压在全电压范围内。 测试方框图
3.电源可靠性 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， 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， 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。 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： 电路：
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2.6 负载调整率
指标定义： 指标定义：即为电源稳定输出电压对电源负载电流的变化（小载—满载）的调整 性。 计算方法 a、源电压为标称值，负载电流为额定值的一半，测出输出电压整定值UO。 b、源电压为标称值，负载电流在额定值（满载）与最小值（小载）之间变化， 求出电源稳定输出电压的最大值与最小值U。 c、负载调整率=(U-UO)/ UO ×100%。 d、对于多路输出，其它各路输出应与被测一路同时带上小载或满载。
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2.常用电气指标即测试方法
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
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2.3 启动冲击电流
二、电源输入低电压（Vin≤75V） a、先如上图2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：1V， time/div: 5ms, trigger level:1V, trigger Mode: Normal ,slope: ）。 c、合上开关K，让电源工作，示波器即会捕获到一上冲信号， d、用信号上冲电压幅度（V）除以0.1Ω即为启动冲击电流值。
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。 指标定义 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
交流或直流电流表
供电 电源 SW
A V
测试方法 • 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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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， 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。 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、 性电源1000倍以上的开关频率，因而在重量、体 1000倍以上的开关频率 积、效率等方面具有明显的优势。开关电源的使用 效率等方面具有明显的优势。 越来越广泛，如邮电通信、军事装备、交通设施、 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、 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。 来越多的应用了开关电源。
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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 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： 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。