全桥式开关电源的优点和缺点 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PPT
Any more information
please give some questions
检测电路提供保护电路中正在运行中各种 参数和各种仪表数据。
4辅助电源
辅助电源实现电源的软件（远程）启动， 为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工 作供电。
1 开关电源的简介 4 发展方向 2 开关电源的结构 3 工作原理
1 开关电源的简介 4 发展方向 2 开关电源的结构
3 工作原理
串联式开关电源输出电压Uo的幅值Up等于 输入电压Ui，其输出电压Uo的平均值Ua总 是小于输入电压Ui，因此，串联式开关电源 一般都是以平均值Ua为变量输出电压。所 以，串联式开关电源属于降压型开关电源。 串联式开关电源也有人称它为斩波器，由于 它工作原理简单，工作效率很高，因此其在 输出功率控制方面应用很广。例如，电动摩 托车速度控制器以及灯光亮度控制器等，都 是属于串联式开关电源的应用。
1 开关电源的简介 4 发展方向 2 开关电源的结构
3 工作原理
工作条件
开关
高频
电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态
电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
直流
开关电源输出的是直流而不是交流
1 开关电源简介 工作原理 2 开关电源结构发展方向 3 4
抗干扰
高频 低能耗
2000
低噪声
高可靠
1 开关电源简介 工作原理 2 开关电源结构发展方向 3 4
1 开关电源的简介 4 发展方向 3 工作原理
2、控制电路
一方面从输出端取样，与设定值进行比较， 然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使 输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的 数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电 源进行各种保护措施。
3开关电源工作原理与设计要点ppt课件
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半桥式变换器
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导通比决定的。
10
单端正激式变换器
正激式变换器的原理电路图
正激式变压器等效电路
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(4)磁通复位问题
服这一问题的办法之一，也是最安全和可靠 的办法是在付绕组中加一固定负载电阻（假
负载），以防负载开路，这样电网电压最高，
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负载开路了，由于有固定的假负载，脉宽保 证有一最小的宽度而不致于出现间歇振荡现 象。最小的脉宽是由控制电路振荡器的最小
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《开关电源资料》课件
《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。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
各种开关电源的优点和缺点
各种开关电源的优点和缺点【反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式】为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。
在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K。
因此，电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki分别表示为：Sv = Up/Ua ——电压脉动系数 (1-84)Si = Im/Ia ——电流脉动系数 (1-85)Kv =Ud/Ua ——电压波形系数 (1-86)Ki = Id/Ia ——电流波形系数 (1-87)上面4式中，Sv、Si、Kv、Ki分别表示：电压和电流的脉动系数S，和电压和电流的波形系数K，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或 K。
脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标，S和K的值，显然是越小越好。
S和K的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。
全桥-半桥-推挽-正激-反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
《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。
精选PPT
4
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。
精选PPT
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精选PPT
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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
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源优缺点反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点最近查了很多关于开关电源的资料，现在总结如下，以便日后的查阅，呵呵。
由于博文有字数的限制故分两部分发表，本文为第一部分为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。
在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S ；也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K 。
因此，电压和电流的脉动系数Sv 、Si 以及波形系数Kv 、Ki 分别表示为：Sv = Up/Ua ——电压脉动系数（1-84 ）Si = Im/Ia ——电流脉动系数（1-85 ）Kv =Ud/Ua ——电压波形系数（1-86 ）Ki = Id/Ia ——电流波形系数（1-87 ）上面 4 式中，Sv 、Si 、Kv 、Ki 分别表示：电压和电流的脉动系数S ，和电压和电流的波形系数K ，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S 或K 。
脉动系数S 和波形系数K 都是表征电压或者电流好坏的指标，S 和K 的值，显然是越小越好。
S 和K 的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5 时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2 ，电流脉动系数等于 4 。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
《开关电源概述》课件2
开关电源主要由输入电路、功率 变换电路、控制电路、输出电路 等组成。
开关电源的特点
效率高
由于开关管的高速切换，开关电
源的效率较高，体积小，重量轻
。
01
调节方便
02 通过调节控制电路的参数，可以
方便地调节输出电压和电流的大
小。
可靠性高
由于工作在高频率下，元件数量
少，线路简单，因此可靠性较高
03
。
05
开关电源的设计与优化
开关电源的设计步骤
需求分析
明确电源的输入输出电压、功率等级 、效率要求等。
02
方案选择
根据需求选择合适的拓扑结构，如降 压、升压、反激等。
01
03
参数计算
计算主元件的参数，如电感、电容、 功率管等。
仿真验证
使用仿真软件验证设计的可行性和性 能。
05
04
电路设计
根据拓扑和参数，设计电源的电路板 布局和元件安装。
环境的影响。
智能化管理
未来，开关电源将更加注 重智能化管理，通过与物 联网、云计算等技术的结 合，实现更加智KS
开关电源的优化方法
元件选择
选用高质量、高效率的元件，如低损耗的 功率管、高效率的磁性元件。
控制策略优化
调整PWM调节器的参数，实现快速响应 和稳定输出。
热设计
合理布置散热器和加强散热，降低元件温 升。
保护功能完善
增加过流、过压、欠压等保护功能，提高 电源的可靠性。
开关电源的可靠性设计
冗余设计
采用并联或备份设计，提高电源的可用性 和稳定性。
电磁兼容性设计
采取屏蔽、滤波等措施，减小电磁干扰对 电源性能的影响。
《开关电源培训》课件2
开关电源的效率一般在80%以上，甚至可以达到90%以上，因此能够有效地减 少能源浪费。此外，由于开关电源的体积小、重量轻，因此便于携带和移动。 同时，由于其制造成本较低，因此在许多领域得到广泛应用。
开关电源的应用
总结词
开关电源广泛应用于计算机、通讯、电力、工业控制等领域，为各种电子设备和仪器提供稳定的电源供应。
06
开关电源的发展趋势与展望
开关电源的技术发展
80%
高效能技术
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 少能源浪费和设备发热。
100%
数字化控制
数字化控制技术应用于开关电源 ，可以实现更精确的电压和电流 调节，提高电源性能和稳定性。
80%
模块化设计
模块化设计使得开关电源更加灵 活和 Nhomakorabea于维护，有助于缩短产品 开发周期和降低成本。
01
02
03
04
按功率分类
小功率、中功率和大功率开关 电源。
按输出类型分类
单路输出和多路输出开关电源 。
按控制方式分类
脉宽调制（PWM）和脉频调 制（PFM）开关电源。
按电路结构分类
串联式、并联式和串并联式开 关电源。
开关电源的选型原则
根据负载需求选择合适 的功率和电压等级。
考虑输入电压和输出电 压范围以及稳定性要求 。
详细描述
开关电源是一种将电能进行转换的设备，其核心是通过控制开关 管的工作状态，将输入的直流电压或交流电压转换成所需的直流 电压或交流电压。在开关电源中，电能被转换为高频交流电，然 后通过整流和滤波电路转换成所需的直流电压或交流电压。
开关电源的特点
总结词
开关电源具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点，因此在许多领域得到 广泛应用。
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点反激式开关电源的优点和缺点反激变换器01反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。
02反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出，当负载电流出现变化时，开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应，而需要等到下一个周期事，通过输出电压取样和调宽控制电路的作用，开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应，即改变占空比，因此，反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时，当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候，反激式开关电源输出电压可能会产生抖动，这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
03反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙，一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大，容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小，需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数，来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
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.
•3
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
《开关电源详解》课件
开关电源的电路分析
01
02
03
04
开关管
是开关电源的核心元件，负责 控制电流的通断。
整流二极管
负责将交流电转换为直流电。
滤波电容
用于平滑输出电压，减小纹波 。
电阻、电感等元件
用于实现电压和电流的调节。
开关电源的波形分析
输入波形
Байду номын сангаас输出波形
开关管波形
整流二极管波形
表示输入电压和电流的 波形。
表示输出电压和电流的 波形。
04
开关电源的测试与调试
开关电源的测试项目与设备
测试项目
输入电压范围、输出电压范围、效率 、功率因数、纹波电压等。
测试设备
万用表、示波器、功率计、效率计、 频谱分析仪等。
开关电源的调试步骤与方法
调试步骤 检查电路板焊接和元件安装是否正确；
测量输入和输出电压是否符合设计要求；
开关电源的调试步骤与方法
开关电源的可靠性设计
可靠性设计是保证开关电源长期稳定运行的关键，包括元件应力分析、冗余设计 、故障诊断和预防性维护等。
元件应力分析需要考虑元件的工作电压、电流和温度等参数，避免过应力导致元 件损坏。冗余设计可以在部分元件失效时保证电源的正常工作。故障诊断和预防 性维护可以及时发现并处理潜在问题，提高电源的可靠性。
每种拓扑结构都有其特点和应用范围，选择合适的拓扑结构可以提高电源的效率、 可靠性和性能。
拓扑结构的选取需要考虑输入输出电压、功率等级、效率和可靠性要求等因素。
开关电源的元件选择与计算
元件选择是开关电源设计中的 重要环节，包括电感器、变压 器、电容器的选择和计算。
电感器和变压器的磁芯材料、 线圈匝数和绝缘层等参数需要 根据电源的特性和要求进行选 择和计算。
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。
全桥式开关电源优缺点
全桥式开关电源优缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高。
全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低。
全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合，在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些，因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
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全桥式开关电源的优点和缺点
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1、全桥式变压器开关电源输出 功率很大，工作效率很高。
全桥式开关电源的优点和缺点
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全桥式变压器开关电源与推挽 式变压器开关电源一样，由于 两组开关器件轮流交替工作， 相当于两个开关电源同时输出 功率，其输出功率约等于单一
开关电源输出功率的两倍。
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这是因为开关器件在开始导通
的时候，相当于对电容充电，
它从截止状态到完全导通状态
需要一个过渡过程；而开关器
件从导通状态转换到截止状态
的时候，相当于对电容放电，
它从导通状态到完全截止状态 全桥式开关电源的优点和缺点
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当两组开关器件分别处于导通 和截止过渡过程时，即两组开 关器件都处于半导通状态时， 相当于两组控制开关同时接通， 它们会造成对电源电压产生短
全桥式开关电源的优点和缺点
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全桥式变压器开关电源最大的 优点是，对4个开关器件的耐压 要求比推挽式变压器开关电源
对两个开关器件的耐压要求可 以降低一半。
全桥式开关电源的优点和缺点
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因为，全桥式变压器开关电源4 个开关器件分成两组，工作时2 个开关器件互相串联，关断时，
每个开关器件所承受的电压，
只有单个开关器件所承受电压 的一半。
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4、全桥式变压器开关电源的电
源利用率比推挽式变压器开关
电源的电源利用率低一些，因
为2组开关器件互相串联，两个
开关器件接通时总的电压降要
比单个开关器件接通时的电压
降大一倍； 全桥式开关电源的优点和缺点
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但比半桥式变压器开关电源的 电源利用率高很多。因此，全 桥式变压器开关电源也可以用 于工作电源电压比较低的场合。
需要用多股线来绕。
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6、全桥式变压器开关电源的缺 点主要是功率损耗比较较大， 因此，全桥式变压器开关电源 不适宜用于工作电压较低的场
合，否则工作效率会很低。
全桥式开关电源的优点和缺点
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另外，全桥式变压器开关电源 中的4个开关器件连接没有公共 地，与驱动信号连接比较麻烦。
全桥式开关电源的优点和缺点
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因此，全桥式变压器开关电源
输出功率很大，工作效率很高，
经桥式整流或全波整流后，其
输出电压的电压脉动系数Sv和
电流脉动系数Si都很小，仅需
要一个很小值的储能滤波电容
或储能滤波电感，就可以得到 全桥式开关电源的优点和缺点
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2、全桥式开关电源的优点 是开关管的耐压值特别的低。
全桥式开关电源的优点和缺点
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7、全桥式开关电源的缺点 是会出现半导通区，损耗大。
全桥式开关电源的优点和缺点
18开关K1、K4和K2、
K3处于交替转换工作状态的时
候，4个开关器件会同时出现一
个很短时间的半导通区域，即
两组控制开关同时处于接通状
态。 全桥式开关电源的优点和缺点
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其最高耐压等于工作电压与反 电动势之和的一半，这个结果 正好是推挽式变压器开关电源
两个开关器件耐压的一半。
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3、全桥式变压器开关电源主要 用于输入电压比较高的场合， 在输入电压很高的情况下，采 用全桥式变压器开关电源，其 输出功率要比推挽式变压器开
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5、与半桥式开关电源一样，全 桥式变压器开关电源的变压器 初级线圈只需要一个绕组，这 也是它的优点，这对小功率开 关电源变压器的线圈绕制多少
带来一些方便。
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但对于大功率开关电源变压器 的线圈绕制没有优势，因为， 大功率开关电源变压器的线圈
路；
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此时，在4个控制开关的串联回 路中将出现很大的电流，而这 个电流并没有通过变压器负载。
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因此，在4个控制开关K1、K4和
K2、K3同时处于过渡过程期间，
4个开关器件将会产生很大的功
率损耗。为了降低控制开关过
渡过程产生的损耗，一般在全
桥式开关电源电路中，都有意
关电源的输出功率大很多。
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因此，一般电网电压为交流220 伏供电的大功率开关电源大部 分都是使用全桥式变压器开关
电源。
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而在输入电压较低的情况下， 推挽式变压器开关电源的输出 功率又要比全桥式变压器开关
电源的输出功率大很多。
全桥式开关电源的优点和缺点
让两组控制开关的接通和截止 全桥式开关电源的优点和缺点
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双端隔离式PWMDC/DC转换器， 在一个开关周期内，功率从隔 离变压器的初级绕组的一端和 另一端交替的输入，故称双端。
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