电力操作电源系统
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*t3<t<t4：在t=t3时，B、C两管同时关断，主 回路的电流It迅速减小到零，变压器两端的电 压Vt也迅速减小到零，此时再次靠输出电感Lo 及电容Co的续流储能向负载输送能量。
21 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
22 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
脉宽调制控制器 ：开关电源输出电压的变
化取决于功率变换电路的开关管导通时间， 导通时间越长，则电容两端电压升高越多； 开关管关闭时间越长，则电容两端电压降低 越多。为了调节开关电源输出电压，就必须 控制开关管的栅极驱动。通过采用脉冲宽度 调制方式（PWM方式）来控制开关电源的输 出电压。如使开关电源输出电压升高，则开 关管驱动的脉冲要加宽，即脉冲宽度固定， 在单位时间内的导通次数增加，保证总的导 通时间加长。反之亦然。
电源存在如下的缺点：变压器由于工作在工频频率， 在输出较大功率时体积大、笨重； 晶体调整管由于 工作在放大状态，等效于一个可变电阻器。整机的 效率低于50%。
4 2020/5/23
直流稳压电源简介
晶闸管可控硅相控电源 ：交流电源经过工频 变压器变压隔离，再经过晶闸管转换成50Hz 脉冲电压，再经过电抗器及输出滤波器滤波， 将输入转换成稳定的直流输出电压。
6 2020/5/23
直流稳压电源简介
该稳压电源与线性稳压电源比较，晶闸管 工作在开通与截止两种状态，减小了晶体 管的功率损耗。但电源变压器同样工作在 工频频率，为了使输出电压纹波较小及减 小导通时的电流冲击，要求有较大电感量 的电抗器及较大容量的滤波电容，同样的 在输出较大功率时，变压器、电抗器及电 容的体积大及笨重，变压器、电抗器铁损 及铜损较大，有温升散热、通风的问题。 电源效率只在60%～80%左右。
电力操作电源系统
高频开关电源技术 交流不间断电源 直流操作电源
2020/5/23
1
电力操作电源系统原理框图
2020/5/23
2
一、高频开关电源技术
直流稳压电源简介 高频开关电源原理介绍 高频开关电源各部分电路
3 2020/5/23
直流稳压电源简介
线性稳压电源 ：交流电源经过工频变压器变压、整 流、滤波，再经过晶体调整管整定输出直流电压。
检测电路 ：除了提供保护电路中正在运行 中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
辅助电源 ：提供所有单一电路的不同要求 电源。
14 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
EMI滤波电路
滤波电容
抗干扰 电容
15 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
三相整流电路 ：采用一块三相整流集成电路
EMI输入滤波器：其作用是将电网存在 的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂 波反馈到公共电网。
软启动：消除开机浪涌电流。
12 2020/5/23
高频开关电源原理－－主电路
整流与滤波：将电网交流电源直接整流 为较平滑的直流电，以供下一级变换。
全桥变换：将整流后的直流电变为高频 交流电，这是高频开关电源的核心部分， 频率越高，体积、重量与输出功率之比 越小。
DC/DC全桥变换 ：高频开关管A、D和B、C组成 桥的两臂，高频变压器T连接在它们中间。通过加 在A、 D 和B、 C两组开关管栅极的对称倒相脉冲 实现该两组组开关管依次导通或截至，以实现 DC/DC的高频变换过程。
19 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
*t0<t<t1：t=t0时，主回路中A、D两管同时导通， B、C两管处于关断状态，电源电压Ui加在变压器 两端，通过变压器加在输出电感Lo和负载上，主 回路的电流It线性增加，电源向负载输送能量。
该稳压电源与晶体管线性稳压电源比较，开关 管工作在导通与截止两种状态，减小了晶体管 的功率损耗。电源效率在80%～94%左右。
9 2020/5/23
wenku.baidu.com
开关稳压电源与相控电源比较
10 2020/5/23
高频开关电源原理
11 2020/5/23
高频开关电源原理－－主电路
原边检测控制电路：监视交流输入电网 的电压，实现输入过压、欠压、缺相保 护功能及软启动的控制。
16 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
输入软起动 ：继电器J为常开触点，合上交流 输入时，交流电源经整流后通过限流电阻R对 电容充电，当电容充满后，控制继电器J闭合， 避免大电流对电容的冲击。
17 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
输出直流滤波
18 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
5 2020/5/23
直流稳压电源简介
稳压原理是通过采样得到的输出电压变化 量，经过与基准电压值在误差放大器中比 较放大之后，输出脉冲信号控制晶闸管的 导通角，当输出电压下降，晶闸管的导通 角增大，晶闸管的导通时间增加，输出电 压上升；当输出电压上升，晶闸管的导通 角减小，晶闸管的导通时间减小，输出电 压下降。
输出整流与滤波：根据负载需要，提供 稳定可靠的直流电源。
13 2020/5/23
高频开关电源原理
控制电路：一方面从输出端取样，经与设 定标准进行比较，然后去控制逆变器，改 变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方 面，根据测试电路提供的数据，经保护电 路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保 护措施。
* t1<t<t2：在t=t1时，A、D两管同时关断，主 回路的电流It迅速减小到零，变压器两 端的电压 Vt也迅速减小到零，此时靠输出电感Lo及电容 Co的续流储能向负载输送能量。
20 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
*t2<t<t3：t=t2时，主回路中B、C两管同时导 通，A、D两管处于关断状态，电源电压加在 变压器两端，通过变压器加在输出电感Lo和负 载上，主回路的电流It线性增加，电源再次向 负载输送能量。
7 2020/5/23
直流稳压电源简介
开关型稳压电源：交流电源经过整流、滤波变成直 流，再经过高频变压器及高频开关管，将直流电转 换成高频脉冲输出，高频脉冲信号经过快恢复整流 管整流、电抗器及输出滤波器滤波变成稳定的输出 直流电压。
8 2020/5/23
直流稳压电源简介
其稳压原理是通过采样得到的输出电压变化量， 经过与SMP控制器的基准电压值在误差放大器 中比较放大之后，输出脉宽信号控制开关管的 导通与截止，当输出电压下降，脉宽展宽，开 关管的导通时间增加，输出电压上升；当输出 电压上升，脉宽减小，开关管的导通时间减小， 输出电压下降。
21 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
22 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
脉宽调制控制器 ：开关电源输出电压的变
化取决于功率变换电路的开关管导通时间， 导通时间越长，则电容两端电压升高越多； 开关管关闭时间越长，则电容两端电压降低 越多。为了调节开关电源输出电压，就必须 控制开关管的栅极驱动。通过采用脉冲宽度 调制方式（PWM方式）来控制开关电源的输 出电压。如使开关电源输出电压升高，则开 关管驱动的脉冲要加宽，即脉冲宽度固定， 在单位时间内的导通次数增加，保证总的导 通时间加长。反之亦然。
电源存在如下的缺点：变压器由于工作在工频频率， 在输出较大功率时体积大、笨重； 晶体调整管由于 工作在放大状态，等效于一个可变电阻器。整机的 效率低于50%。
4 2020/5/23
直流稳压电源简介
晶闸管可控硅相控电源 ：交流电源经过工频 变压器变压隔离，再经过晶闸管转换成50Hz 脉冲电压，再经过电抗器及输出滤波器滤波， 将输入转换成稳定的直流输出电压。
6 2020/5/23
直流稳压电源简介
该稳压电源与线性稳压电源比较，晶闸管 工作在开通与截止两种状态，减小了晶体 管的功率损耗。但电源变压器同样工作在 工频频率，为了使输出电压纹波较小及减 小导通时的电流冲击，要求有较大电感量 的电抗器及较大容量的滤波电容，同样的 在输出较大功率时，变压器、电抗器及电 容的体积大及笨重，变压器、电抗器铁损 及铜损较大，有温升散热、通风的问题。 电源效率只在60%～80%左右。
电力操作电源系统
高频开关电源技术 交流不间断电源 直流操作电源
2020/5/23
1
电力操作电源系统原理框图
2020/5/23
2
一、高频开关电源技术
直流稳压电源简介 高频开关电源原理介绍 高频开关电源各部分电路
3 2020/5/23
直流稳压电源简介
线性稳压电源 ：交流电源经过工频变压器变压、整 流、滤波，再经过晶体调整管整定输出直流电压。
检测电路 ：除了提供保护电路中正在运行 中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
辅助电源 ：提供所有单一电路的不同要求 电源。
14 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
EMI滤波电路
滤波电容
抗干扰 电容
15 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
三相整流电路 ：采用一块三相整流集成电路
EMI输入滤波器：其作用是将电网存在 的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂 波反馈到公共电网。
软启动：消除开机浪涌电流。
12 2020/5/23
高频开关电源原理－－主电路
整流与滤波：将电网交流电源直接整流 为较平滑的直流电，以供下一级变换。
全桥变换：将整流后的直流电变为高频 交流电，这是高频开关电源的核心部分， 频率越高，体积、重量与输出功率之比 越小。
DC/DC全桥变换 ：高频开关管A、D和B、C组成 桥的两臂，高频变压器T连接在它们中间。通过加 在A、 D 和B、 C两组开关管栅极的对称倒相脉冲 实现该两组组开关管依次导通或截至，以实现 DC/DC的高频变换过程。
19 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
*t0<t<t1：t=t0时，主回路中A、D两管同时导通， B、C两管处于关断状态，电源电压Ui加在变压器 两端，通过变压器加在输出电感Lo和负载上，主 回路的电流It线性增加，电源向负载输送能量。
该稳压电源与晶体管线性稳压电源比较，开关 管工作在导通与截止两种状态，减小了晶体管 的功率损耗。电源效率在80%～94%左右。
9 2020/5/23
wenku.baidu.com
开关稳压电源与相控电源比较
10 2020/5/23
高频开关电源原理
11 2020/5/23
高频开关电源原理－－主电路
原边检测控制电路：监视交流输入电网 的电压，实现输入过压、欠压、缺相保 护功能及软启动的控制。
16 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
输入软起动 ：继电器J为常开触点，合上交流 输入时，交流电源经整流后通过限流电阻R对 电容充电，当电容充满后，控制继电器J闭合， 避免大电流对电容的冲击。
17 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
输出直流滤波
18 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
5 2020/5/23
直流稳压电源简介
稳压原理是通过采样得到的输出电压变化 量，经过与基准电压值在误差放大器中比 较放大之后，输出脉冲信号控制晶闸管的 导通角，当输出电压下降，晶闸管的导通 角增大，晶闸管的导通时间增加，输出电 压上升；当输出电压上升，晶闸管的导通 角减小，晶闸管的导通时间减小，输出电 压下降。
输出整流与滤波：根据负载需要，提供 稳定可靠的直流电源。
13 2020/5/23
高频开关电源原理
控制电路：一方面从输出端取样，经与设 定标准进行比较，然后去控制逆变器，改 变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方 面，根据测试电路提供的数据，经保护电 路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保 护措施。
* t1<t<t2：在t=t1时，A、D两管同时关断，主 回路的电流It迅速减小到零，变压器两 端的电压 Vt也迅速减小到零，此时靠输出电感Lo及电容 Co的续流储能向负载输送能量。
20 2020/5/23
高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
*t2<t<t3：t=t2时，主回路中B、C两管同时导 通，A、D两管处于关断状态，电源电压加在 变压器两端，通过变压器加在输出电感Lo和负 载上，主回路的电流It线性增加，电源再次向 负载输送能量。
7 2020/5/23
直流稳压电源简介
开关型稳压电源：交流电源经过整流、滤波变成直 流，再经过高频变压器及高频开关管，将直流电转 换成高频脉冲输出，高频脉冲信号经过快恢复整流 管整流、电抗器及输出滤波器滤波变成稳定的输出 直流电压。
8 2020/5/23
直流稳压电源简介
其稳压原理是通过采样得到的输出电压变化量， 经过与SMP控制器的基准电压值在误差放大器 中比较放大之后，输出脉宽信号控制开关管的 导通与截止，当输出电压下降，脉宽展宽，开 关管的导通时间增加，输出电压上升；当输出 电压上升，脉宽减小，开关管的导通时间减小， 输出电压下降。