开关电源的基础知识
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
7
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”。
6
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)
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•许多应用中都期望提供这种电隔离 基于这三种拓扑，推导出了其他的常用拓扑：•反激式•正激式•推挽式•半桥式•全桥式许多应用中都需要输入/输出隔离。
隔离可切断无用信号的传播路径，优势如下：保护人员、设备免遭感应在隔离另一端的危险瞬态电压损害 去除隔离电路之间的接地环路以改善抗噪声能力。
在系统中轻松完成输出接线，而不与主接地发生冲突。
•这些图形示出了两种最简单的隔离式拓扑：正激式和反激式。
黄色阴影区域是基础型拓扑的附加部分。
正激式/ 反激式拓扑比较Feature Forward正激Flyback反激输入滤波中等，脉冲中等，脉冲输出滤波从电感器提供低的连续输出电流高的脉冲输出电流需要采用大的输出电容器效率中等低至中等多输出能力有，耦合输出电感器设计会很困难有，利用谨慎的变压器设计实现了优良的交叉调节成本中等低，无输出电感器典型功率范围20 –400W< 150W复杂性中等，需要变压器复位低优点：•采用一个耦合电感器来充当隔离变压器并用于储能。
•输入和输出地是隔离的。
•利用占空比和匝数比来实现电压的降低或提升。
•易于实现多个输出。
•不需要采用一个单独的输出电感器。
•最适合较低的功率级别。
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。
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重要的波形稳态分析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。
该图示说明了针对反激式变压器的基本要求。
开关电源工作原理
开关电源工作原理在讨论开关电源的工作原理之前，首先需要了解什么是开关电源。
开关电源是一种将输入直流或交流电源转换为所需输出电压或电流的电子设备。
相比于线性电源，开关电源具有体积小、效率高、稳定性好等优点，在各种电子设备中得到广泛应用。
下面我们将从开关电源的基本结构和工作原理两方面来进行讨论。
一、开关电源的基本结构一般来说，开关电源由以下几个基本部分组成：1.整流滤波器：用于将输入的交流电源或者变压器输出的交流电源经过整流滤波后得到较为稳定的直流电压信号。
2.开关电源控制器：控制开关管的开关状态，实现对输出电压的调节和稳定。
3.开关管：用来开关控制电源的工作状态，通常采用晶体管或者MOSFET。
4.变压器：用于调节输入输出电压的变压器。
5.输出滤波器：用于消除开关电源输出波形中的高频噪声。
二、开关电源的工作原理开关电源的工作原理基于开关管的开关控制，主要包括以下几个步骤：1.输入电源：开关电源首先接收输入交流或者直流电源，经过整流滤波器将其转换为稳定的直流电压。
2.开关管控制：开关管由开关电源控制器根据输出电压的反馈信号开关控制，根据需要开合，不断调节输出电压。
3.变压器转换：开关管的不断开合导致变压器的输入输出也在不断变化，通过变压器进行输入输出电压的变换。
4.输出滤波：开关电源通过输出滤波器消除输出波形的高频噪声，得到稳定的输出电压信号。
5.输出稳定：经过一系列控制和变换，最终获得稳定的输出电压或电流，满足设备的工作需求。
综上所述，开关电源通过开关管的控制和变压器的转换，实现对输入电源的调节和转换，最终得到稳定的输出电压或电流，从而保证设备正常工作。
开关电源在现代电子设备中具有重要作用，对于提高设备性能和节能减排具有重要意义。
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。
电源基础知识介绍ppt课件
原边过温保护（OTP）
保护模块工作于一定的温度范围内，自身保护的一种
原边欠压保护（UVP）
自我保护的一种，同时也是保证系统正常工作的一种电路
原边限流保护（OCP）
模块自身的保护，保护在副边电路发生故障时，不使故障扩大
副边过压保护（OVP）
保护用户电路在模块发生故障时不会损坏
线性电源
8、线性电压调整器的设计考虑因素： 压差 输出电流 损耗功率 输入电压范围
线性电源
9、线性电压调整器的设计实例
开关电源
开关电源
定义：利用功率半导体器件使变压器工作在高频开关状态 （饱和导通或截止），利用L、C储能并通过PWM控制获得 需要的电压的装置。
1、开关电源的缺点与优点
及续流二极管承受过大电流。
Is Vo 2 VsR
开关电源
Boost升压变换器
Vin
L
D
Vo
S
C
R
稳态输入/输出关系
V0
1 V in
1 d
(0 < d < 1)
开关电源
Boost 电路的特点 1） 输入电流纹波小，输出电流纹波大。开关管、
二极管的电流总是脉动的。过大的电压、电流 应力容易损坏器件。 2）连续方式下，纹波电流随电感的增大而变小。 3）在BOOST电路中，不能空载，否则输出电压 很高，有可能损伤电路中器件。
开关电源
13、电源模块应用主要参数：
输入电压范围：48V 36出电压范围：额定±1％
输出额定电流：应用中超过该额定值，输出电压跌落，通常 模块设计中会有一定的裕度。
开关电源
9、非隔离DC/DC开关电源实例
BUCK型开关电源
开关电源基本工作原理
开关电源基本工作原理
开关电源是一种将输入的交流电转换为高频脉冲电流，经过功率变换器变换为所需输出电压和电流的电源。
其基本工作原理如下：
1. 输入滤波：交流电输入经过输入滤波电路，去除输入电源中的高频噪声和干扰，得到纯净的直流电压。
2. 整流电路：纯净的直流电压经过整流电路，将交流电转换为脉动直流电压。
整流电路通常采用二极管桥等元件进行整流操作。
3. 滤波电路：脉动直流电压经过滤波电路，通过滤波电容和滤波电感进行平滑，并去除残余的交流成分，得到稳定的直流电压。
4. 开关控制器：稳定的直流电压通过开关控制器控制开关二极管或场效应管进行开关操作。
开关控制器根据输出电压的变化实时调整开关的工作状态，以保持输出电压的稳定。
5. 变压器：开关操作控制了变压器的磁通，实现了输入电压和输出电压的变换。
变压器通过电磁感应原理将输入电压转换为需要的较高或较低的输出电压。
6. 输出调节：经变压器变换后的电压通过输出调节电路进行稳定调节，保持输出电压在设定范围内的稳定性。
7. 反馈控制：开关电源通过反馈控制电路监测输出电压，并将监测到的输出电压与设定值进行比较，通过反馈控制器调整开关的工作频率和占空比，使输出电压保持稳定。
8. 保护功能：开关电源常常具备过压保护、过流保护、短路保护等功能，以保护电源和负载不受损坏。
通过以上工作原理，开关电源能够实现高效率的能量转换，使得电源输出电压稳定、可调节，并且具备较好的保护功能。
因此，在工业、通讯、家电等领域广泛应用。
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。
开关电源培训资料
电源输入低电压（Vin≤75V）
先如上图2接好测试电路。源自2.4 交调测试指标定义：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 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、稳压精度的限值用百分比表示，则应进行额定输入电压下的全部半载测量。 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。
1.2 常用开关电源类别
2. 正激式 用于中大功率电源（500W）左右，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。图二位双关正激的电路，功率可做得更大一些。
1. 反激式 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。
1.2 常用开关电源类别
3. 半桥电路 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。
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：
EMI电路
PFC
防浪涌电路
整流滤波
AC-DC 变换 PWM控制器
输入过欠压保护
整流滤波
输出稳压 控制
输出过流保护
DC-DC 变换 PWM控制 输出过流保护
输出过压保护
输入告警
1.3 30W电源简介
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
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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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 TOP221 ?TOP227
1.1开关电源组成及开关电源实例
1.1开关电源组成及开关电源实例
一、组成(脉宽调制型 )：
＋
调整器件
储能电路
UI
脉冲调宽
比较
取 样
方
基
波
准
发
电
生
压
－
调整管工作在开关状态
＋
UO
RL
－
1
1.1开关电源调宽式）
2 3
1、输入和输出之间接开关调整管和储能电路。调整管周期性开、关， 将能量输入储能电路，经均衡滤波后成为电压输出，输出电压的大 小，取决于调整管开关时间的长短。
五、三端单片开关集成稳压器及其应用 1.TOP Switch －Ⅱ简介：
（TOP221 ?TOP227 ）
三端器件
DIP －8或SMT －8封装
2.TOP Switch －Ⅱ工作原理： (参考开关电源原理方框图)
1.1开关电源组成及开关电源实例 五、三端单片开关集成稳压器及其应用
3. TOP Switch的应用电路：
1.1开关电源组成及开关电源实例 另一种并联独立输出型开关电源 脉宽调制集成电路 UC3842简介
7脚为电源正极 5脚为电源负极 6脚为脉冲输出直接驱动场效应管 3脚为最大电流限制，调整输出最大电流 2、4脚为电压反馈，可调节输出电压 4、8脚外接振荡电阻和振荡电容
1.1开关电源组成及开关电源实例 单端反激式开关电源的应用——智能型充电器（36V）
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
六、开关电源名词解释 P.1-P.7
1. 线性稳压电源： 效率仅为35% ～45%
2. 线性稳压器 3.开关电源： SMPS 效率为75% ～90%
4. 单片开关电源：
1.1 开关电源组成及开关电源实例 开关电源名词解释
1.2 开关稳压电源的分类
1.3 开关稳压电源的特点
1.4 开关稳压电源的基本原理 1.5 开关电源集成电路产品
1.1开关电源组成及开关电源实例 发展史：
1.20 世纪50 年代：美国宇航局用于搭载火箭 2.20 世纪80 年代：计算机全面实现开关电源化 3.20 世纪90 年代：电子电器、家电广泛应用
⑴、V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL向电容C充电。
⑵、V截止时， L中的电流不能突变，产生左负 右正? 的自感电动 势，VD导通，续流电流 iZ 向电容C充电，将L中的磁能转换为电 容C中的电能。
◆总之，调整管 V导通期间， L 储存磁能，并给电容 C 充电，同时向负载供电； 调整管V截止期间， L 释放磁能，转变为 C 的电能，同时向负载供电。
单端型反激式电路结构及工作原理：
D1：续流二极管
C： 滤波电容
1.1开关电源组成及开关电源实例 另一种并联独立输出型开关电源
V导通时，电流 I通过L1 ，电流逐渐增加，产生变化磁场， L1 中自感电动
势上正下负，在次级绕组L2产生感应电压为上负下正，D1截止L1.储能 1 LI 2 2
V截止时L1中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合，在 L2中产生感应电压为上正下负， D1导通，感生电流从D1、RL构成闭合回路， L1储能得到释放。
2、N3上感应的交流电压经VD3整流、C4滤波，获＋12V电压为IC 2中的光 电三极管供电。 稳压原理：例 UO1↓→IF（LED 正向电流）↓→IC（IC 1 控制电流) ↓→
D（占空比）↑→ UO1↑
3、保护电路： R 3、C 1和VD1 4、自动启动时间控制： C5 0.83S
1.1开关电源组成及开关电源实例
反之亦然。
1.1开关电源组成 及开关电源实例
三、一个具体的开关 稳压电源工作原理：
★储能电路： 即续流滤波电路
★储能电路组成： 续流二极管 储能电感 储能滤波电容
1.1开关电源组成及开关电源实例
四、储能电路：
根据储能电感的连接方式可分为： 串联型 并联型 并联独立输出型
1、串联型：储能电感 和负载相串联
并联独立输出型
1.1 开关电源组成 及开关电源实例
五、三端单片开关集成 稳压器及其应用
工作原理说明：
1、单端型反激式开关电源：开关管导通时储能，开关管截止时，储能释放给负载。
开关管和脉宽调制采用三端单片集成稳压器 TOP221P ， 当221P内开关功率管导 通时，N1上产生上正下负电压，N1储存能量。开关功率管截止时，N1上产 生上 负下正电压，N2产生上正下负电压，VD2导通， 经C2、L、C3滤波后提 供＋5V 输出电压。 UO1≈UZ＋UF（LED 正向压降）
2、调整管的开关状态受脉冲电压的控制，脉冲电压则由方波发生电路 产生，并经脉冲调宽电路调制后得到。
3、取样比较电路将一部分输出电压和基准电压进行比较，当输出电压 偏离正常值时，输出误差信号，对开关脉冲宽度进行调制。
例如：输出电压升高，脉宽变窄（即占空比 D减小），调整管开启 时间缩短，输入储能电路的能量减小，输出电压降低。
1.1开关电源组成及开关电源实例
2、并联型：储能电感 和负载相并联
⑴、V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL，L储能。 ⑵、V截止时， L中的电流不能突变，产生上负 下正? 的自感电动
势，VD导通，续流电流iZ 向电容C充电，将L中的磁能转换为电 容C中的电能。
◆总之，调整管 V导通期间， L 储存磁能，负载由电容 C供电； 调整管V截止期间， L 释放磁能，转变为C 的电能，同时向负载供电。 ※并联型电路中，调整管承受的反峰电压为 2UI ，为串联型的两倍。