電源類知識點(diǎn)

1、第3章 電源類題目分析 電子設(shè)計(jì)競賽電源類題目的特點(diǎn)：1、題目要求上由功能類向指標(biāo)類發(fā)展；2、題目內(nèi)容上由線性電源向開關(guān)電源發(fā)展；3、結(jié)合實(shí)際，緊跟當(dāng)前電源熱點(diǎn)研究領(lǐng)域；第3章 電源類題目分析第一屆：簡易數(shù)控直流電源（1994）；第三屆：直流穩(wěn)定電源（1997）；第七屆：數(shù)控直流電流源，三相正弦波變頻電源 （2005）；第八屆：開關(guān)穩(wěn)壓電源（2007）；第九屆：光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置 ，電能收集充電 器（2009）；第十屆：開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)。第3章 電源類題目分析3.1 什么叫電源 電源是對用電設(shè)備而言。如電風(fēng)扇要接電源才會轉(zhuǎn)。電腦要接電源才會工作。變壓器要接電源才有輸出。汽車要接好電源

2、才能使電啟動，有些是直流電源有些是交流電源，但全是對電網(wǎng)的下端往上端而言是電源，從電網(wǎng)的上端往下而言則為負(fù)載。如果是電池類電源則是比較清楚的，電池就是電源。種類也多比如有低頻電源，高頻電源，直流電源，交流電源，脈沖電源，等等。 第3章 電源類題目分析3.2 電源的種類和原理1. 按電壓電流形式： 交流電源和直流電源，每類有可分為恒壓電源和恒流電源；2. 按工作頻率： 低頻電源、中頻電源和高頻電源；第3章 電源類題目分析3. 直流電源的種類：按電路結(jié)構(gòu)(1)分立元件穩(wěn)壓電源（電路復(fù)雜，不可靠）；(2)集成電路穩(wěn)壓電源（電路簡單，可靠）；(3)模塊化穩(wěn)壓電源（DC/DC模塊）；按工作原理：(1)線

3、性穩(wěn)壓電源；(2)開關(guān)穩(wěn)壓電源；第3章 電源類題目分析3.3 電源的主要技術(shù)指標(biāo)1輸出電壓范圍和最大輸出電流；2電壓調(diào)整率0.2%（輸入電壓220V變化范圍15%20%下，空載到滿載）；3負(fù)載調(diào)整率1%（最低輸入電壓下，滿載)；4紋波電壓（峰-峰值）5mV（最低輸入電壓下，滿載），此項(xiàng)針對直流電源；5. 波形失真1%（最低輸入電壓下，滿載），此項(xiàng)針對交流電源；6效率80%（輸入電壓220V下，滿載）；第3章 電源類題目分析3.4 電源主要技術(shù)指標(biāo)說明1、電壓調(diào)整率(SV) : 電壓調(diào)整率(SV)定義為當(dāng)負(fù)載不變，輸入電壓VI在指定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓VO相對變化的百分比: SV=DVO/ V

4、O 100% 注：該項(xiàng)指標(biāo)衡量電源的穩(wěn)定度。第3章 電源類題目分析2、負(fù)載調(diào)整率(SI,又稱電流調(diào)整率）： 負(fù)載調(diào)整率定義為輸入電壓不變而負(fù)載電流在規(guī)定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓相對變化的百分比： SI= DVO/VO 100% 注：該項(xiàng)指標(biāo)衡量電源的帶負(fù)載能力。第3章 電源類題目分析3、紋波電壓（峰-峰值）: 狹義上的紋波電壓，是指輸出直流電壓中含的工頻交流成分,紋波的害處如下：1、容易在用設(shè)備中產(chǎn)生不期望的諧波，產(chǎn)生較多的危害； 2、較強(qiáng)的紋波會造成浪涌電壓或電流的產(chǎn)生，導(dǎo)致燒毀用設(shè)備。3、干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響其正常工作； 4、帶來噪音干擾，使圖像、音響設(shè)備不能正常工作。 第3章 電源

5、類題目分析3.5 電子設(shè)計(jì)競賽中的電源類型1.數(shù)控電源2.直流線性電源3.直流恒流電源4.交流變頻電源5.直流開關(guān)電源6.并網(wǎng)電源（交流、直流） 第3章 電源類題目分析3.6 電子設(shè)計(jì)競賽中的電源知識要點(diǎn)1.單片機(jī)技術(shù)在電源中的應(yīng)用（1）常規(guī)技術(shù)：顯示、鍵盤、AD轉(zhuǎn)換；（2）波形合成技術(shù)：正弦波、PWM波、SPWM波；（3）檢測、控制技術(shù)：PID算法。 第3章 電源類題目分析2.模擬技術(shù)在電源中的應(yīng)用（1）常規(guī)電路：放大、比較、電源；（2）波形產(chǎn)生電路：正弦波、PWM波、SPWM波；（3）功率驅(qū)動電路：MOS管驅(qū)動；（4）直流開關(guān)電源主回路：升壓、降壓；（5）交流開關(guān)電源主回路：全橋、三相橋；

6、（6）測量、保護(hù)電路：電壓、電流。 第3章 電源類題目分析3.專用器件在電源中的應(yīng)用（1）MOS管：IR系列；（2）PWM控制芯片：TL494、UC3843、 TOP220系列（全集成）；（3）MOS管驅(qū)動芯片：IR2110；（4）電壓、電流傳感器：低值高精度電阻、電壓電流互感器、專用芯片。第3章 電源類題目分析1.線性穩(wěn)壓電源(1)基本組成框圖降壓整流濾波穩(wěn)壓變壓器 二極管 電解電容 晶體管（集成）第3章 電源類題目分析(2) 線性穩(wěn)壓電源電路原理1234D?整 流+濾 波變 壓 器220V輸 出+-V2穩(wěn) 壓第3章 電源類題目分析第3章 電源類題目分析電源器件照片第3章 電源類題目分析(3

7、) 穩(wěn)壓部分工作原理及特點(diǎn): 線性穩(wěn)壓電源的核心器件是調(diào)整管，調(diào)整管串聯(lián)在輸入電壓和負(fù)載之間，相當(dāng)與一個可變電阻，利用可變電阻的分壓作用，起到調(diào)整電壓的作用。 第3章 電源類題目分析線性電源工作原理： 當(dāng)來自負(fù)載的取樣電壓偏離基準(zhǔn)電壓時(shí)，誤差放大器輸出控制信號，改變調(diào)整管的導(dǎo)通程度，從而改變負(fù)載電壓回歸正常值調(diào) 整 管負(fù) 載誤 差 放 大 器GNDVref取 樣基 準(zhǔn)GND輸 入 電 壓第3章 電源類題目分析線性電源特點(diǎn): 電路簡單、成本低、安裝調(diào)試容易、性能標(biāo)高、可靠性好，但由于工作頻率低（50Hz),變壓器體積大，導(dǎo)致電源笨重； 輸入電壓和輸出電壓之間存在電壓差（一般大于3V)，所以損耗較

8、大，工作效率低。第3章 電源類題目分析2.開關(guān)穩(wěn)壓電源(1)基本組成框圖整流濾波高頻逆變降壓整流濾波穩(wěn)壓第3章 電源類題目分析(2)開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理及特點(diǎn): 開關(guān)電源工作原理： 開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心器件是逆變管，工作在開關(guān)狀態(tài)，把直流變?yōu)榻涣鳎?0KHz以上)，再通過降壓、穩(wěn)壓得到所需的直流電壓，由于工作頻率的大幅度提高，使得開關(guān)電源變壓器的體積大為減小，效率大幅提高。第3章 電源類題目分析第3章 電源類題目分析開關(guān)電源工作原理圖：逆 變 管輸 出高 頻 變 壓 器GND控 制 電 路D+CGNDVC CPortPort第3章 電源類題目分析（3）開關(guān)電源特點(diǎn): 電路復(fù)雜、成本高、安裝調(diào)試繁

9、瑣、早期的開關(guān)電源性能指標(biāo)低、可靠性差，近期開關(guān)電源各方面指標(biāo)已全面超過線性電源，損耗極小，重量輕，已在各種場合全面取代線性電源。第3章 電源類題目分析3.3 集成直流穩(wěn)壓電源常用芯片介紹1.78XX、79XX系列三端固定式穩(wěn)壓電源78XX系列:正電壓輸出穩(wěn)壓電源，輸出電流1A,XX代表電壓輸出值，例如7805，代表電壓輸出值5V,該系列電壓有正5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、20V和24V等。79XX系列:負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓電源，其余同上。第3章 電源類題目分析 78XX、79XX系列三端固定式穩(wěn)壓電源，輸入電壓大于輸出電壓3V以上。第3章 電源類題目分析2.LM317、LM33

10、7三端可調(diào)式穩(wěn)壓電源 LM317：正電壓輸出可調(diào)式穩(wěn)壓電源，輸出電壓1.25V-37V, 輸出電流1.5A，輸出電壓通過電位器調(diào)整。 LM337：負(fù)電壓輸出可調(diào)式穩(wěn)壓電源，輸出電壓1.25V-37V, 輸出電流1.5A，輸出電壓通過電位器調(diào)整。第3章 電源類題目分析 LM317、LM337三端可調(diào)穩(wěn)壓電源第3章 電源類題目分析3.低壓差三端固定式穩(wěn)壓電源 特點(diǎn)：輸入電壓和輸出電壓的壓差可小于200mV， 損耗小，用于低電壓輸出穩(wěn)壓電源和用電池供電 的手持式設(shè)備。 常用型號：SPX2940U系列， LM2940系列等。 輸出電壓：1.8V、2.5V、3.3V和5V等。 第3章 電源類題目分析4.

11、開關(guān)式三端固定式穩(wěn)壓電源 特點(diǎn)：采用開關(guān)式工作原理，損耗小，用 于對能耗指標(biāo)敏感的場合。 常用型號：LM1575XX系列等。 輸出電壓：固定式3.3V、5V、12V和15V 等，可調(diào)式032V(后綴為ADJ)等。 輸出電流：1.5A。第3章 電源類題目分析LM2575原理圖：第3章 電源類題目分析LM2575內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：第3章 電源類題目分析3.4 集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)1.變壓器參數(shù)的設(shè)計(jì)（1）變壓器功率的設(shè)計(jì) 從電路損耗及市電電壓波動等因素考慮,變壓器功率取1.5倍的電路消耗功率。（2）變壓器次級(副邊)有效值電壓的設(shè)計(jì) 次級(副邊)有效值電壓穩(wěn)壓電源輸出電壓3V。第3章 電源類題目分析2.整流二極管、濾波電容的設(shè)計(jì)（1）整流二極管反向擊穿電壓1.52倍次級峰值電壓，整流二極管額定電流1.5倍電路工作電流，常用型號IN4XXX系列。（2） 濾波電解電容的耐壓 1.5倍次級峰值電壓，濾波電容的容量：每0.5A電路工作電流取1000uF。第3章 電源類題目分析3.穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)（集成穩(wěn)壓器型號選擇）（1）根據(jù)使用場合要求，例如固定場合、手持設(shè)備、對能耗指標(biāo)敏感性等，選擇普通線性穩(wěn)壓器、低壓差穩(wěn)壓器和開關(guān)式穩(wěn)壓器。（2）根據(jù)電路要求選擇穩(wěn)壓器的輸出（固定或可調(diào)），以及電壓和電流參數(shù)，第3章