開關(guān)電源的基礎(chǔ)知識課件

第一章開關(guān)電源的基礎(chǔ)知識1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例開關(guān)電源名詞解釋1.2開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類1.3開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)

1.4開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理1.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品第一章開關(guān)電源的基礎(chǔ)知識1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例1.20世紀(jì)50年代：美國宇航局用于搭載火箭2.20世紀(jì)80年代：計(jì)算機(jī)全面實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源化3.20世紀(jì)90年代：電子電器、家電廣泛應(yīng)用發(fā)展史：1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例1.20世紀(jì)50年代：美國宇調(diào)整器件儲能電路取樣基準(zhǔn)電壓方波發(fā)生比較脈沖調(diào)寬UI＋－UO＋－RL一、組成(脈寬調(diào)制型)：調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例調(diào)整器件儲能電路取樣基準(zhǔn)電壓方波發(fā)生比較脈沖調(diào)寬UI＋－二、工作原理：（調(diào)寬式）1、輸入和輸出之間接開關(guān)調(diào)整管和儲能電路。調(diào)整管周期性開、關(guān)，將能量輸入儲能電路，經(jīng)均衡濾波后成為電壓輸出，輸出電壓的大小，取決于調(diào)整管開關(guān)時(shí)間的長短。2、調(diào)整管的開關(guān)狀態(tài)受脈沖電壓的控制，脈沖電壓則由方波發(fā)生電路產(chǎn)生，并經(jīng)脈沖調(diào)寬電路調(diào)制后得到。3、取樣比較電路將一部分輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸出電壓偏離正常值時(shí)，輸出誤差信號，對開關(guān)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制。123例如：輸出電壓升高，脈寬變窄（即占空比D減小），調(diào)整管開啟時(shí)間縮短，輸入儲能電路的能量減小，輸出電壓降低。

反之亦然。1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例二、工作原理：1、輸入和輸出之間接開關(guān)調(diào)整管和儲能電路。調(diào)整三、一個(gè)具體的開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理：★儲能電路：即續(xù)流濾波電路

★儲能電路組成：續(xù)流二極管儲能電感儲能濾波電容

1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例三、一個(gè)具體的開關(guān)★儲能電路：★儲能電路組成：1.1開關(guān)電源四、儲能電路：1、串聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相串聯(lián)⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL向電容C充電。⑵、V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生左負(fù)

右正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊{(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，并給電容C充電，同時(shí)向負(fù)載供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電。根據(jù)儲能電感的連接方式可分為：串聯(lián)型并聯(lián)型并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例四、儲能電路：1、串聯(lián)型：儲能電感⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止2、并聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相并聯(lián)⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL，L儲能。⑵、V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生上負(fù)下正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊{(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，負(fù)載由電容C供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電?！⒙?lián)型電路中，調(diào)整管承受的反峰電壓為2UI，為串聯(lián)型的兩倍。1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例2、并聯(lián)型：儲能電感⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L3、并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出。

（電源輸入端不使用變壓器、實(shí)現(xiàn)多種電壓輸出）＊應(yīng)用最多的一種電路形式＊三極管V可使用功率場效應(yīng)管＊脈沖調(diào)寬、脈沖發(fā)生及誤差信號的產(chǎn)生等可集成化例如TOP221TOP2271.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例3、并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出。＊五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用1.TOP

Switch－Ⅱ簡介：

（TOP221TOP227）2.TOP

Switch－Ⅱ工作原理：

(參考開關(guān)電源原理方框圖)

三端器件DIP－8或SMT－8封裝1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用1.TOPSwitch－3.TOP

Switch的應(yīng)用電路：并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用3.TOPSwitch的應(yīng)用電路：并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.工作原理說明：1、單端型反激式開關(guān)電源：開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)儲能，開關(guān)管截止時(shí)，儲能釋放給負(fù)載。開關(guān)管和脈寬調(diào)制采用三端單片集成穩(wěn)壓器TOP221P，當(dāng)221P內(nèi)開關(guān)功率管導(dǎo)通時(shí)，N1上產(chǎn)生上正下負(fù)電壓，N1儲存能量。開關(guān)功率管截止時(shí)，N1上產(chǎn)生上負(fù)下正電壓，N2產(chǎn)生上正下負(fù)電壓，VD2導(dǎo)通，經(jīng)C2、L、C3濾波后提供＋5V

輸出電壓。UO1≈UZ＋UF（LED正向壓降）2、N3上感應(yīng)的交流電壓經(jīng)VD3整流、C4濾波，獲＋12V電壓為IC2中的光電三極管供電。

穩(wěn)壓原理：例UO1↓→IF（LED正向電流）↓→IC（IC1

控制電流)↓→D（占空比）↑→UO1↑3、保護(hù)電路：R3、C1和VD14、自動啟動時(shí)間控制：C5

0.83S

1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用工作原理說明：1、單端型反激式開關(guān)電源：開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)儲能，開另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源

開關(guān)由一個(gè)功率場效應(yīng)管構(gòu)成（兼脈沖發(fā)生），也稱為單端型。脈寬調(diào)制等由集成電路UC3842

完成。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)儲能，開關(guān)截止時(shí)，儲能釋放給負(fù)載，稱為單端型反激式。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間長，傳輸電能多，變壓器次級繞組輸出電壓高、電流大。用PWM控制功率開關(guān)管，就可以改變次級繞組輸出的電壓和電流，同時(shí)，使用閉環(huán)反饋可以穩(wěn)定電壓、電流或限制功率。單端型反激式電路結(jié)構(gòu)及工作原理：D1：續(xù)流二極管C：濾波電容1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源開關(guān)由一個(gè)功率場效應(yīng)管構(gòu)成（V導(dǎo)通時(shí)，電流I通過L1，電流逐漸增加，產(chǎn)生變化磁場，L1中自感電動勢上正下負(fù)，在次級繞組L2產(chǎn)生感應(yīng)電壓為上負(fù)下正，D1截止L1.儲能

V截止時(shí)L1中電流不能突變，產(chǎn)生自感電動勢下正上負(fù)，經(jīng)電磁耦合，在L2中產(chǎn)生感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，D1導(dǎo)通，感生電流從D1、RL構(gòu)成閉合回路，L1儲能得到釋放。另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例V導(dǎo)通時(shí)，電流I通過L1，電流逐漸增加，產(chǎn)脈寬調(diào)制集成電路

UC3842簡介3腳為最大電流限制，調(diào)整輸出最大電流7腳為電源正極5腳為電源負(fù)極6腳為脈沖輸出直接驅(qū)動場效應(yīng)管2、4腳為電壓反饋，可調(diào)節(jié)輸出電壓4、8腳外接振蕩電阻和振蕩電容另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例脈寬調(diào)制集成電路3腳為最大電流限制，調(diào)整輸出最大電流7腳為電單端反激式開關(guān)電源的應(yīng)用——智能型充電器（36V）1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例單端反激式開關(guān)電源的應(yīng)用——智能型充電器（36V）1.1開關(guān)1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P.1-P.71.線性穩(wěn)壓電源：效率僅為35%～45%2.線性穩(wěn)壓器3.開關(guān)電源：SMPS效率為75%～90%4.單片開關(guān)電源：5.DC/DC變換器：6.開關(guān)穩(wěn)壓器：7.單片開關(guān)電源：8.電壓調(diào)整率Sv：輸入電壓在規(guī)定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化率9.負(fù)載調(diào)整率(電流調(diào)整率)SI：負(fù)載電流變化時(shí)，使輸出電壓保持恒定的能力。1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P10.輸出電壓精度：11.電源效率η：開關(guān)電源輸出功率與輸入功率的比值12.待機(jī)電流：13.占空比D：1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P.1-P.714.結(jié)溫：15.最高結(jié)溫：16.過熱保護(hù)：17.過壓保護(hù)：10.輸出電壓精度：11.電源效率η：開關(guān)電源輸出功率與輸入18.欠壓保護(hù)：19.過流保護(hù)：20.電池極性反接保護(hù)：21.瞬態(tài)響應(yīng)：1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P.1-P.722.電源抑制比(紋波抑制比)：23.輸出噪聲電壓：24.電磁干擾濾波器(EMI)：25.散熱器：(1).濾除從交流電網(wǎng)引入的外部電磁干擾(2).避免開關(guān)電源本身向外部發(fā)出噪聲干擾18.欠壓保護(hù)：19.過流保護(hù)：20.電池極性反接保護(hù)：21作業(yè)1.1畫出調(diào)寬式開關(guān)電源的方框圖，并簡要其工作原理。1.2什么叫電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和電源效率？作業(yè)1.1畫出調(diào)寬式開關(guān)電源的方框圖，并簡1.2穩(wěn)壓電源的分類一、集成穩(wěn)壓電源的分類1.2穩(wěn)壓電源的分類一、集成穩(wěn)壓電源的分類1.2穩(wěn)壓電源的分類從電路原理劃分，穩(wěn)壓器可分為：(1).串聯(lián)調(diào)整式線性性穩(wěn)壓器(2).并聯(lián)調(diào)整式線性性穩(wěn)壓器(3).開關(guān)式穩(wěn)壓器1.2穩(wěn)壓電源的分類從電路原理劃分，穩(wěn)壓器可分為：(1).1.2穩(wěn)壓電源的分類1.按激勵(lì)方式分類二、開關(guān)電源的分類1.2穩(wěn)壓電源的分類1.按激勵(lì)方式分類二、開關(guān)電源的分類2.按控制原理(調(diào)制方式)分類(1)脈寬調(diào)制型(PDM)開關(guān)電源(2)脈頻調(diào)制型(PFM)開關(guān)電源(3)混合型開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(4)脈沖密度調(diào)制型(PDM)開關(guān)電源脈沖寬度為恒定值，通過調(diào)節(jié)脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。2.按控制原理(調(diào)制方式)分類(1)脈寬調(diào)制型(PDM)開3.按功率開關(guān)管的類型分類(1)晶體管型開關(guān)電源(GTR)(2)晶閘管型開關(guān)電源(3)MOSFET型開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類(4)IGBT型開關(guān)電源二、開關(guān)電源的分類3.按功率開關(guān)管的類型分類(1)晶體管型開關(guān)電源(GTR串聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相串聯(lián)①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL向電容C充電。②V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生左負(fù)

右正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊?，調(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，并給電容C充電，同時(shí)向負(fù)載供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電。4.按儲能電感的連接方式分類串聯(lián)型并聯(lián)型并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類串聯(lián)型：①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電(2)、并聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相并聯(lián)①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL，L儲能。②V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生上負(fù)下正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊?，調(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，負(fù)載由電容C供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電。4.按儲能電感的連接方式分類1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(2)、并聯(lián)型：①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在(3)并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出。

（電源輸入端不使用變壓器、實(shí)現(xiàn)多種電壓輸出）＊應(yīng)用最多的一種電路形式＊三極管V可使用功率場效應(yīng)管＊脈沖調(diào)寬、脈沖發(fā)生及誤差信號的產(chǎn)生等可集成化例如TOP221TOP2274.按儲能電感的連接方式分類1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(3)并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)半橋式(5)全橋式(1)單端正激式(2)單端反激式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(3)推挽式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)半橋式(5)全橋式5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(3)推挽式1.2穩(wěn)壓電源5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)全橋式(5)半橋式(4)全橋式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(5)半橋式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)半橋式(5)全橋式5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(5)半橋式1.2穩(wěn)壓電源※6.按輸入和輸出電壓的大小分類(1)升壓式開關(guān)電源(2)降壓式開關(guān)電源(3)輸出極性反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類※6.按輸入和輸出電壓的大小分類(1)升壓式開關(guān)電源(2)7.按工作方式分類(1)可控硅整流型開關(guān)電源(2)斬波型開關(guān)電源(3)隔離型開關(guān)電源8.按電路結(jié)構(gòu)分類(1)分立式開關(guān)電源(2)集成式開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類7.按工作方式分類(1)可控硅整流型開關(guān)電源(2)斬波型開1.3開關(guān)電源與線性電源的比較一、開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)1.開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)(1)功耗小，轉(zhuǎn)換效率高(2)體積小，重量輕(3)穩(wěn)壓范圍寬(4)濾波電容小(5)電路形式靈活多樣2.開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)(1)電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率較差(2)存在較嚴(yán)重的開關(guān)噪聲和干擾(3)電路復(fù)雜，不便于維修1.3開關(guān)電源與線性電源的比較一、開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)11.3開關(guān)電源與線性電源的比較二、開關(guān)電源與線性電源的比較P.141.3開關(guān)電源與線性電源的比較二、開關(guān)電源與線性電源的比作業(yè)1.3按輸入和輸出電壓的大小劃分，開關(guān)電源有哪幾類？1.4開關(guān)電源有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？作業(yè)1.3按輸入和輸出電壓的大小劃分，開關(guān)1.4開關(guān)電源的基本工作原理一、開關(guān)電源的工作方式(調(diào)制方式)(1)脈寬調(diào)制型(PWM)開關(guān)電源(2)脈頻調(diào)制型(PFM)開關(guān)電源(3)混合調(diào)制型(PWM+PFM)開關(guān)電源(4)脈沖密度調(diào)制型(PDM)開關(guān)電源脈沖寬度為恒定值，通過調(diào)節(jié)脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。1.4開關(guān)電源的基本工作原理一、開關(guān)電源的工作方式(調(diào)1.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理1.降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的PWM控制(1).開關(guān)管V的導(dǎo)通期內(nèi)，儲能電感中電流的最大變化量為(2).開關(guān)管V的截止期內(nèi)，儲能電感中電流的最大變化量為(3).開關(guān)管V導(dǎo)通期與截止期能量轉(zhuǎn)換的條件：1.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理2.升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的PWM控制(1).開關(guān)管V的導(dǎo)通期內(nèi)，儲能電感中電流的變化量為(2).開關(guān)管V的截止期內(nèi)，儲能電感中電流的變化量為(3).開關(guān)管V導(dǎo)通期與截止期能量轉(zhuǎn)換的條件：1.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理2.升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的PWM控制(1).開關(guān)管V的導(dǎo)通期內(nèi)(1).開關(guān)管V的導(dǎo)通期內(nèi)，電感儲存的能量：(2).開關(guān)管V的截止期內(nèi)，電感中的能量傳給負(fù)載：3.極性反轉(zhuǎn)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的PWM控制結(jié)論：①.UO與Ui極性相反②.改變D可改變UO，穩(wěn)定D可穩(wěn)定UO③.D＞1-D時(shí)，即D＞0.5時(shí)，UO＞Ui

D＜1-D時(shí)，即D＜0.5時(shí)，UO＜Ui1.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理(1).開關(guān)管V的導(dǎo)通期內(nèi)，電感儲存的能量：(2).開關(guān)管V1.4開關(guān)電源的基本工作原理

降壓、升壓、極性反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)的比較1.4開關(guān)電源的基本工作原理降壓、升壓、極性反轉(zhuǎn)式1.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理4.并聯(lián)獨(dú)立型開關(guān)穩(wěn)壓電源的PWM控制P.171.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理1.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理4.并聯(lián)獨(dú)立型開關(guān)穩(wěn)壓電源的PWM控制P.17(1).改變D，就可改變UO(2).可實(shí)現(xiàn)自動穩(wěn)壓1.4開關(guān)電源的基本工作原理二、脈寬調(diào)制控制器的基本原理1.4開關(guān)電源的基本工作原理三、單片開關(guān)電源的構(gòu)成與基本原理P.18～P.191.4開關(guān)電源的基本工作原理三、單片開關(guān)電源的構(gòu)成與基本1.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品一、PWM控制器集成電路產(chǎn)品P.201.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品一、PWM控制器集成電路產(chǎn)品1.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品二、單片開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品P.211.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品二、單片開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品1.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品三、開關(guān)穩(wěn)壓器集成電路產(chǎn)品P.221.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品三、開關(guān)穩(wěn)壓器集成電路產(chǎn)品作業(yè)1.5脈寬調(diào)制式由哪幾部分組成？簡述其自動穩(wěn)壓的工作原理。1.6單片開關(guān)電源由哪幾部分組成？簡述其自動穩(wěn)壓的工作原理。作業(yè)1.5脈寬調(diào)制式由哪幾部分組成？簡述其49

以上有不當(dāng)之處，請大家給與批評指正，謝謝大家！49第一章開關(guān)電源的基礎(chǔ)知識1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例開關(guān)電源名詞解釋1.2開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類1.3開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)

1.4開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理1.5開關(guān)電源集成電路產(chǎn)品第一章開關(guān)電源的基礎(chǔ)知識1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例1.20世紀(jì)50年代：美國宇航局用于搭載火箭2.20世紀(jì)80年代：計(jì)算機(jī)全面實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源化3.20世紀(jì)90年代：電子電器、家電廣泛應(yīng)用發(fā)展史：1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例1.20世紀(jì)50年代：美國宇調(diào)整器件儲能電路取樣基準(zhǔn)電壓方波發(fā)生比較脈沖調(diào)寬UI＋－UO＋－RL一、組成(脈寬調(diào)制型)：調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例調(diào)整器件儲能電路取樣基準(zhǔn)電壓方波發(fā)生比較脈沖調(diào)寬UI＋－二、工作原理：（調(diào)寬式）1、輸入和輸出之間接開關(guān)調(diào)整管和儲能電路。調(diào)整管周期性開、關(guān)，將能量輸入儲能電路，經(jīng)均衡濾波后成為電壓輸出，輸出電壓的大小，取決于調(diào)整管開關(guān)時(shí)間的長短。2、調(diào)整管的開關(guān)狀態(tài)受脈沖電壓的控制，脈沖電壓則由方波發(fā)生電路產(chǎn)生，并經(jīng)脈沖調(diào)寬電路調(diào)制后得到。3、取樣比較電路將一部分輸出電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸出電壓偏離正常值時(shí)，輸出誤差信號，對開關(guān)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制。123例如：輸出電壓升高，脈寬變窄（即占空比D減?。?，調(diào)整管開啟時(shí)間縮短，輸入儲能電路的能量減小，輸出電壓降低。

反之亦然。1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例二、工作原理：1、輸入和輸出之間接開關(guān)調(diào)整管和儲能電路。調(diào)整三、一個(gè)具體的開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理：★儲能電路：即續(xù)流濾波電路

★儲能電路組成：續(xù)流二極管儲能電感儲能濾波電容

1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例三、一個(gè)具體的開關(guān)★儲能電路：★儲能電路組成：1.1開關(guān)電源四、儲能電路：1、串聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相串聯(lián)⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL向電容C充電。⑵、V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生左負(fù)

右正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊{(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，并給電容C充電，同時(shí)向負(fù)載供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電。根據(jù)儲能電感的連接方式可分為：串聯(lián)型并聯(lián)型并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例四、儲能電路：1、串聯(lián)型：儲能電感⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止2、并聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相并聯(lián)⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL，L儲能。⑵、V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生上負(fù)下正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊{(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，負(fù)載由電容C供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電。※并聯(lián)型電路中，調(diào)整管承受的反峰電壓為2UI，為串聯(lián)型的兩倍。1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例2、并聯(lián)型：儲能電感⑴、V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L3、并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出。

（電源輸入端不使用變壓器、實(shí)現(xiàn)多種電壓輸出）＊應(yīng)用最多的一種電路形式＊三極管V可使用功率場效應(yīng)管＊脈沖調(diào)寬、脈沖發(fā)生及誤差信號的產(chǎn)生等可集成化例如TOP221TOP2271.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例3、并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出。＊五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用1.TOP

Switch－Ⅱ簡介：

（TOP221TOP227）2.TOP

Switch－Ⅱ工作原理：

(參考開關(guān)電源原理方框圖)

三端器件DIP－8或SMT－8封裝1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用1.TOPSwitch－3.TOP

Switch的應(yīng)用電路：并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用3.TOPSwitch的應(yīng)用電路：并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.工作原理說明：1、單端型反激式開關(guān)電源：開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)儲能，開關(guān)管截止時(shí)，儲能釋放給負(fù)載。開關(guān)管和脈寬調(diào)制采用三端單片集成穩(wěn)壓器TOP221P，當(dāng)221P內(nèi)開關(guān)功率管導(dǎo)通時(shí)，N1上產(chǎn)生上正下負(fù)電壓，N1儲存能量。開關(guān)功率管截止時(shí)，N1上產(chǎn)生上負(fù)下正電壓，N2產(chǎn)生上正下負(fù)電壓，VD2導(dǎo)通，經(jīng)C2、L、C3濾波后提供＋5V

輸出電壓。UO1≈UZ＋UF（LED正向壓降）2、N3上感應(yīng)的交流電壓經(jīng)VD3整流、C4濾波，獲＋12V電壓為IC2中的光電三極管供電。

穩(wěn)壓原理：例UO1↓→IF（LED正向電流）↓→IC（IC1

控制電流)↓→D（占空比）↑→UO1↑3、保護(hù)電路：R3、C1和VD14、自動啟動時(shí)間控制：C5

0.83S

1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例五、三端單片開關(guān)集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用工作原理說明：1、單端型反激式開關(guān)電源：開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)儲能，開另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源

開關(guān)由一個(gè)功率場效應(yīng)管構(gòu)成（兼脈沖發(fā)生），也稱為單端型。脈寬調(diào)制等由集成電路UC3842

完成。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)儲能，開關(guān)截止時(shí)，儲能釋放給負(fù)載，稱為單端型反激式。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間長，傳輸電能多，變壓器次級繞組輸出電壓高、電流大。用PWM控制功率開關(guān)管，就可以改變次級繞組輸出的電壓和電流，同時(shí)，使用閉環(huán)反饋可以穩(wěn)定電壓、電流或限制功率。單端型反激式電路結(jié)構(gòu)及工作原理：D1：續(xù)流二極管C：濾波電容1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源開關(guān)由一個(gè)功率場效應(yīng)管構(gòu)成（V導(dǎo)通時(shí)，電流I通過L1，電流逐漸增加，產(chǎn)生變化磁場，L1中自感電動勢上正下負(fù)，在次級繞組L2產(chǎn)生感應(yīng)電壓為上負(fù)下正，D1截止L1.儲能

V截止時(shí)L1中電流不能突變，產(chǎn)生自感電動勢下正上負(fù)，經(jīng)電磁耦合，在L2中產(chǎn)生感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，D1導(dǎo)通，感生電流從D1、RL構(gòu)成閉合回路，L1儲能得到釋放。另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例V導(dǎo)通時(shí)，電流I通過L1，電流逐漸增加，產(chǎn)脈寬調(diào)制集成電路

UC3842簡介3腳為最大電流限制，調(diào)整輸出最大電流7腳為電源正極5腳為電源負(fù)極6腳為脈沖輸出直接驅(qū)動場效應(yīng)管2、4腳為電壓反饋，可調(diào)節(jié)輸出電壓4、8腳外接振蕩電阻和振蕩電容另一種并聯(lián)獨(dú)立輸出型開關(guān)電源1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例脈寬調(diào)制集成電路3腳為最大電流限制，調(diào)整輸出最大電流7腳為電單端反激式開關(guān)電源的應(yīng)用——智能型充電器（36V）1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例單端反激式開關(guān)電源的應(yīng)用——智能型充電器（36V）1.1開關(guān)1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P.1-P.71.線性穩(wěn)壓電源：效率僅為35%～45%2.線性穩(wěn)壓器3.開關(guān)電源：SMPS效率為75%～90%4.單片開關(guān)電源：5.DC/DC變換器：6.開關(guān)穩(wěn)壓器：7.單片開關(guān)電源：8.電壓調(diào)整率Sv：輸入電壓在規(guī)定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化率9.負(fù)載調(diào)整率(電流調(diào)整率)SI：負(fù)載電流變化時(shí)，使輸出電壓保持恒定的能力。1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P10.輸出電壓精度：11.電源效率η：開關(guān)電源輸出功率與輸入功率的比值12.待機(jī)電流：13.占空比D：1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P.1-P.714.結(jié)溫：15.最高結(jié)溫：16.過熱保護(hù)：17.過壓保護(hù)：10.輸出電壓精度：11.電源效率η：開關(guān)電源輸出功率與輸入18.欠壓保護(hù)：19.過流保護(hù)：20.電池極性反接保護(hù)：21.瞬態(tài)響應(yīng)：1.1開關(guān)電源組成及開關(guān)電源實(shí)例六、開關(guān)電源名詞解釋P.1-P.722.電源抑制比(紋波抑制比)：23.輸出噪聲電壓：24.電磁干擾濾波器(EMI)：25.散熱器：(1).濾除從交流電網(wǎng)引入的外部電磁干擾(2).避免開關(guān)電源本身向外部發(fā)出噪聲干擾18.欠壓保護(hù)：19.過流保護(hù)：20.電池極性反接保護(hù)：21作業(yè)1.1畫出調(diào)寬式開關(guān)電源的方框圖，并簡要其工作原理。1.2什么叫電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和電源效率？作業(yè)1.1畫出調(diào)寬式開關(guān)電源的方框圖，并簡1.2穩(wěn)壓電源的分類一、集成穩(wěn)壓電源的分類1.2穩(wěn)壓電源的分類一、集成穩(wěn)壓電源的分類1.2穩(wěn)壓電源的分類從電路原理劃分，穩(wěn)壓器可分為：(1).串聯(lián)調(diào)整式線性性穩(wěn)壓器(2).并聯(lián)調(diào)整式線性性穩(wěn)壓器(3).開關(guān)式穩(wěn)壓器1.2穩(wěn)壓電源的分類從電路原理劃分，穩(wěn)壓器可分為：(1).1.2穩(wěn)壓電源的分類1.按激勵(lì)方式分類二、開關(guān)電源的分類1.2穩(wěn)壓電源的分類1.按激勵(lì)方式分類二、開關(guān)電源的分類2.按控制原理(調(diào)制方式)分類(1)脈寬調(diào)制型(PDM)開關(guān)電源(2)脈頻調(diào)制型(PFM)開關(guān)電源(3)混合型開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(4)脈沖密度調(diào)制型(PDM)開關(guān)電源脈沖寬度為恒定值，通過調(diào)節(jié)脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。2.按控制原理(調(diào)制方式)分類(1)脈寬調(diào)制型(PDM)開3.按功率開關(guān)管的類型分類(1)晶體管型開關(guān)電源(GTR)(2)晶閘管型開關(guān)電源(3)MOSFET型開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類(4)IGBT型開關(guān)電源二、開關(guān)電源的分類3.按功率開關(guān)管的類型分類(1)晶體管型開關(guān)電源(GTR串聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相串聯(lián)①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL向電容C充電。②V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生左負(fù)

右正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊{(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，并給電容C充電，同時(shí)向負(fù)載供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電。4.按儲能電感的連接方式分類串聯(lián)型并聯(lián)型并聯(lián)獨(dú)立輸出型1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類串聯(lián)型：①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電(2)、并聯(lián)型：儲能電感和負(fù)載相并聯(lián)①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在L中產(chǎn)生電流iL，L儲能。②V截止時(shí)，L中的電流不能突變，產(chǎn)生上負(fù)下正的自感電動勢，VD導(dǎo)通，續(xù)流電流iZ

向電容C充電，將L中的磁能轉(zhuǎn)換為電容C中的電能?！艨傊?，調(diào)整管V導(dǎo)通期間，L儲存磁能，負(fù)載由電容C供電；調(diào)整管V截止期間，L釋放磁能，轉(zhuǎn)變?yōu)镃的電能，同時(shí)向負(fù)載供電。4.按儲能電感的連接方式分類1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(2)、并聯(lián)型：①V飽和導(dǎo)通時(shí)，VD截止，UI經(jīng)V在(3)并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出。

（電源輸入端不使用變壓器、實(shí)現(xiàn)多種電壓輸出）＊應(yīng)用最多的一種電路形式＊三極管V可使用功率場效應(yīng)管＊脈沖調(diào)寬、脈沖發(fā)生及誤差信號的產(chǎn)生等可集成化例如TOP221TOP2274.按儲能電感的連接方式分類1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(3)并聯(lián)獨(dú)立輸出型：通過續(xù)流電感的電磁耦合，實(shí)現(xiàn)隔離輸出5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)半橋式(5)全橋式(1)單端正激式(2)單端反激式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(3)推挽式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)半橋式(5)全橋式5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(3)推挽式1.2穩(wěn)壓電源5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)全橋式(5)半橋式(4)全橋式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(1)單端正激式(2)單端反5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(5)半橋式1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類(1)單端正激式(2)單端反激式(3)推挽式(4)半橋式(5)全橋式5.按功率開關(guān)管的連接方式分類(5)半橋式1.2穩(wěn)壓電源※6.按輸入和輸出電壓的大小分類(1)升壓式開關(guān)電源(2)降壓式開關(guān)電源(3)輸出極性反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類※6.按輸入和輸出電壓的大小分類(1)升壓式開關(guān)電源(2)7.按工作方式分類(1)可控硅整流型開關(guān)電源(2)斬波型開關(guān)電源(3)隔離型開關(guān)電源8.按電路結(jié)構(gòu)分類(1)分立式開關(guān)電源(2)集成式開關(guān)電源1.2穩(wěn)壓電源的分類二、開關(guān)電源的分類7.按工作方式分類(1)可控硅整流型開關(guān)電源(2)斬波型開1.3開關(guān)電源與線性電源的比較一、開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)1.開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)(1)功耗小，轉(zhuǎn)換效率高(2)體積小，重量輕(3)穩(wěn)壓范圍寬(4)濾波電容小(5)電路形式靈活多樣2.開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)(1)電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率較差(2)存在較嚴(yán)重的開關(guān)噪聲和干擾(3)電路復(fù)雜，不便于維修1.3開關(guān)電源與線性電源的比較一、開關(guān)穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)11.3開關(guān)電源與線性電源的比較二、開關(guān)電源與線性電源的比較P.141.3開關(guān)電源與線性電源的比較二、開關(guān)電源與線性電源的比作業(yè)