现代电源技术_图文

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1.1 什么是现代电源技术
◆电子设备的小型化和低成本化,使电源以轻、
薄、小和高效率为发展方向。传统的线性稳压电 源很难满足现代电子设备发展的要求。
◆开关电源以其体积小、重量轻、效率高性能稳
定等优点逐渐取代传统技术制造的线性电源,并 广泛应用于电子整机和设备中。 ◆现代电源技术指开关电源技术
1.2 开关电源国内外发展状况
1.1 什么是现代电源技术
◆直流电源分为:线性电源和开关电源。 ☞线性电源是指调整管工作在线性状态下的直流 稳压电源。
图1-1 利用可变电阻稳压
1.1 什么是现代电源技术
◆实际电源电路中,通常利用负反馈原理,以输 出电压的变化量去控制晶体管集电极与发射极之 间的电阻值,原理电路见图1-2。
图1-2 利用反馈加晶体管稳压
引言
图 2-1 间接直流变流电路的结构
■同直流斩波电路相比,电路中增加了交流环节,因此也称为直— 交—直电路。 ■采用这种结构较为复杂的电路来完成直流—直流的变换有以下原因 ◆输出端与输入端需要隔离。 ◆某些应用中需要相互隔离的多路输出。 ◆输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。 ◆交流环节采用较高的工作频率,可以减小变压器和滤波电感、滤 波电容的体积和重量。 ■间接直流变流电路分为单端(Single End)和双端(Double End)电路两 大类,在单端电路中,变压器中流过的是直流脉动电流,而双端电路 中,变压器中的电流为正负对称的交流电流,正激电路和反激电路属 于单端电路,半桥、全桥和推挽电路属于双端电路。
■现代电源技术的概念 ◆电源是产生电能的装置,表示电源特性的参 数有功率、电压、电流以及体积、重量和效率、 可靠性等等。我们所用的电源是指经过转换才能 适合使用的电源。 ☞电源技术其实很大程度上就是电力变换技 术。 ☞电源技术还包括电子器件的制造技术以及 磁技术等。 ☞我们所说的电源技术特指直流电源技术。
◆开关电源技术的构成 开关电源的构成核心是DC/DC变换技术 ◆开关电源技术的分类 ☞AC/DC和DC/DC两大类。目前,DC/DC变换 技术已实现模块化,且设计技术及生产工艺在 国内外均已成熟和标准化。但AC/DC技术因其 自身的特性使得在模块化的进程中,遇到了较 为复杂的技术问题和工艺问题。
第2章 开关电源的功率变化电路
1.2 开关电源国内外发展状况
☞低噪声。开关电源的频率越高,噪声也就越大。 这是开关电源的缺点之一。因此,尽可能降低噪 声是开关电源的发展方向(目前是谐振转换技术) ☞采用计算机辅助设计和控制。采用CAD设计 (拓扑结构和参数),使开关电源具有最简结构 和最佳工况。在电路中引入微机监测,构成多功 能监系统,实现实时监测、自动报警等。
现代电源技术
参考教材: 1 《开关电源设计技术与应用实例》 赵同贺 刘军 编著 2 《新型智能开关电源技术》 刘贤兴 李众 李捷辉 3 《现代电源技术》 杜少武 编著
编著
第1章 现代电源技术概述
1.1 什么是现代电源技术
1.2 现代电源的构成及特点
1.3 是现代电源技术
2.1 单端正激变换电路
2.2单端反激变换电路
2.3 推挽式变换电路 2.4 全桥变化电路 2.5 半桥变化电路
引言
■直流-直流变流电路(DC/DC Converter)包括直接直流 变流电路和间接直流变流电路。 ■直接直流变流电路 ◆也称斩波电路(DC Chopper)。 ◆功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流 电。 ◆一般是指直接将直流电变为另一直流电,这种情况下 输入与输出之间不隔离。 ■间接直流变流电路 ◆在直流变流电路中增加了交流环节。 ◆在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离, 因此也称为直—交—直电路。
1.2 开关电源国内外发展状况
☞电力电子器件和磁性元件的发展与开关电 源发展是息息相关的。 ☞研究低损耗,低噪声技术以及开发新型 (高速高频)元器件,是开关电源实现小 型化、高频化以及高可靠性的重要推动。 ☞ 总之,高效率、小型化、智能化以及高可靠性
是大势所趋,也是开关电源今后的发展方向。
1.3 开关电源的基本构成和分类
◆20世纪50年代,美国宇航局最先为搭载火 箭开发了体积小,重量轻的开关电源。 ◆ 20世纪80年代,计算机已经全面实现了 开关电源化。随后90年代,开关电源在其 他领域(电子,电气设备、家电领域)得 到了广泛应用。
1.2 开关电源国内外发展状况
◆开关电源技术的发展趋势
☞高频化、小型化。开关电源的体积、重量主要 是由储能元件决定。在一定范围内,开关频率的 提高,不仅能有效的减少储能元件的体积、重量, 而且还能抑制干扰,改善系统的动态性能。因此, 高频化是开关电源的主要发展方向。 ☞高可靠性。从寿命的角度,提高电解电容,光 耦,排风扇的寿命。从设计的角度,提高电源集 成度,减少元器件,简化电路,提高可靠性。
1.1 什么是现代电源技术
■开关电源
1.1 什么是现代电源技术
◆开关电源的特点 ☞直流电直接由市电整流获得,不需要工频变
压器,体积小重量轻。 ☞工作频率高,滤波电容数值小也使得整个电源 体积小,重量轻。 ☞调整管工作在开关状态,功耗小,机内温升低, 提升了整机的稳定性和可靠性。
◆现代电源技术指开关电源技术。
1.1 什么是现代电源技术
☞常用的线性串联型稳压电源芯片有:78XX系列
(正电压型),79XX系列(负电压型)(例如 7805,输出电压为5V);LM317(可调正电压 型),LM337(可调负电压型);
☞由于调整管相当于一个电阻,电流流过电阻时
会发热,所以工作在线性状态下的调整管,一般 会产生大量的热,导致效率不高。这是线性稳压 电源的一个最主要的一个缺点。
1.1 什么是现代电源技术
1.1 什么是现代电源技术
☞线性电源特点
优点:技术成熟,已有大量集成化的稳压电源模 块,稳定性好,输出纹波电压小等。 缺点:需要的变压器为工频变压器体积大,效率低。 整流管流过和负责相同的电流,损耗增大; 为减少纹波,输入滤波电容容量要求大,否 则脉动电压增加;此外,由于调整管功耗 大,所以需要装体积很大的散热片,很难满 足现代电力电子设备发展的需求。
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