開關(guān)電源原理課件

第一部分

常用器件介紹第一部分

常用器件介紹1一、整流二極管二極管是功率電子系統(tǒng)中不可或缺的器件，用于整流、續(xù)流等。目前比較多地使用如下三種選擇：高效快速恢復(fù)二極管。壓降0.8-1.2V，適合小功率，12V左右電源。高效超快速二極管。0.8-1.2V，適合小功率，12V左右電源。肖特基勢(shì)壘整流二極管SBD。0.4V，適合5V等低壓電源。缺點(diǎn)是其電阻和耐壓的平方成正比，所以耐壓低（200V以下），反向漏電流較大，易熱擊穿。但速度比較快，通態(tài)壓降低。一、整流二極管二極管是功率電子系統(tǒng)中不可或缺的器件，用于整流2雙二極管雙二極管3二、場(chǎng)效應(yīng)管基礎(chǔ)知識(shí)1）、場(chǎng)效應(yīng)管的分類按溝道半導(dǎo)體材料的不同，結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來劃分，場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。見下圖。二、場(chǎng)效應(yīng)管基礎(chǔ)知識(shí)1）、場(chǎng)效應(yīng)管的分類4開關(guān)電源原理課件52）場(chǎng)效應(yīng)管的作用1、場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。2、常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。

3、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。

4、場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。

5、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。2）場(chǎng)效應(yīng)管的作用1、場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合63）、場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試:

a、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的管腳識(shí)別：

場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相當(dāng)于晶體管的基極，源極和漏極分別對(duì)應(yīng)于晶體管的發(fā)射極和集電極。將萬用表置于R×1k檔，用兩表筆分別測(cè)量每?jī)蓚€(gè)管腳間的正、反向電阻。當(dāng)某兩個(gè)管腳間的正、反向電阻相等，均為數(shù)KΩ時(shí)，則這兩個(gè)管腳為漏極D和源極S（可互換），余下的一個(gè)管腳即為柵極G。對(duì)于有4個(gè)管腳的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。

3）、場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試:7b、判定柵極

用萬用表黑表筆碰觸管子的一個(gè)電極，紅表筆分別碰觸另外兩個(gè)電極。若兩次測(cè)出的阻值都很小，說明均是正向電阻，該管屬于N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。

制造工藝決定了場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極是對(duì)稱的，可以互換使用，并不影響電路的正常工作，所以不必加以區(qū)分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐。

注意不能用此法判定絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。因?yàn)檫@種管子的輸入電阻極高，柵源間的極間電容又很小，測(cè)量時(shí)只要有少量的電荷，就可在極間電容上形成很高的電壓，容易將管子損壞。

b、判定柵極

用萬用表黑表筆碰觸管子的一個(gè)電極，紅表8功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET功率場(chǎng)效應(yīng)管又叫功率場(chǎng)控晶體管。功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET功率場(chǎng)效應(yīng)管又叫功率場(chǎng)控晶體管。9電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管有3個(gè)端子：漏極D、源極S和柵極G。當(dāng)漏極接電源正，源極接電源負(fù)時(shí)，柵極和源極之間電壓為0，溝道不導(dǎo)電，管子處于截止。如果在柵極和源極之間加一正向電壓UGS，并且使UGS大于或等于管子的開啟電壓UT，則管子開通，在漏、源極間流過電流ID。UGS超過UT越大，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，漏極電流越大。電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管有3個(gè)端子：10三、電阻器碳膜電阻器（RT）

材料：高溫下將有機(jī)化合物（烷，苯等碳?xì)浠衔铮岱纸猱a(chǎn)生的碳積在陶瓷肌體表面。碳膜電阻器阻值范圍寬，由良好的穩(wěn)定性，溫度系數(shù)不大且是負(fù)值，是目前應(yīng)用最廣泛的電阻器。三、電阻器碳膜電阻器（RT）11金屬膜電阻（RJ）

材料：通過真空蒸發(fā)或陰極濺射，沉積在陶瓷肌體表面上一層很薄的金屬或合金膜。特點(diǎn)：金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高，穩(wěn)定性好，噪聲，溫度系數(shù)小，金屬膜電阻由于結(jié)構(gòu)不均勻，因此使他的脈沖負(fù)載能力差。金屬膜電阻（RJ）12SMT電阻：（RI）

材料：片狀電阻是金屬玻璃鈾電阻的一種形式，他的電阻體是高可靠的釕系列玻璃鈾材料經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成，電極采用銀鈀合金漿料。

特點(diǎn)：體積小，精度高，穩(wěn)定性好，由于其為片狀元件，所以高頻性能好SMT電阻：（RI）13繞線電阻:RX

材料：用高阻合金線繞在絕緣骨架上制造。特點(diǎn)：繞線電阻具有較低的溫度系數(shù)，阻值精度高，穩(wěn)定性好，耐熱耐腐蝕，主要做精密大功率電阻使用，缺點(diǎn)是高頻性能差，時(shí)間常數(shù)大。繞線電阻:RX14壓敏電阻根據(jù)使用目的的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類：①保護(hù)用壓敏電阻②電路功能用壓敏電阻。

壓敏電阻15

保護(hù)用壓敏電阻

（1）區(qū)分電源保護(hù)用，還是信號(hào)線，數(shù)據(jù)線保護(hù)用壓敏電阻器，它們要滿足不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）根據(jù)施加在壓敏電阻上的連續(xù)工作電壓的不同，可將跨電源線用壓敏電阻器可區(qū)分為交流用或直流用兩種類型，壓敏電阻在這兩種電壓應(yīng)力下的老化特性表現(xiàn)不同。

（3）根據(jù)壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為浪涌抑制型，高功率型和高能型這三種類型。

保護(hù)用壓敏電阻16★浪涌抑制型：是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓的壓敏電阻器，這種瞬態(tài)過電壓的出現(xiàn)是隨機(jī)的，非周期的，電流電壓的峰值可能很大。絕大多數(shù)壓敏電阻器都屬于這一類。★高能型：指用于吸收發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈，起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器，對(duì)這類應(yīng)用，主要技術(shù)指標(biāo)是能量吸收能力。

★浪涌抑制型：是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓17壓敏電阻器的保護(hù)功能，絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下，是可以多次反復(fù)作用的，但有時(shí)也將它做成電流保險(xiǎn)絲那樣的"一次性"保護(hù)器件。例如并接在某些電流互感器負(fù)載上的帶短路接點(diǎn)壓敏電阻。

壓敏電阻器的保護(hù)功能，絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下，是可以多次反復(fù)作用18

★高功率型：是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器，例如并接在開關(guān)電源變換器上的壓敏電阻，這里沖擊電壓周期出現(xiàn)，且周期可知，能量值一般可以計(jì)算出來，電壓的峰值并不大，但因出現(xiàn)頻率高，其平均功率相當(dāng)大。

★高功率型：是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器，19

電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過電壓保護(hù)，但是它的類似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：

（1）直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，其穩(wěn)定電壓可高達(dá)數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法達(dá)到的。

（2）電壓波動(dòng)檢測(cè)元件。

（3）直流電瓶移位元件。

（4）均壓元件。

（5）熒光啟動(dòng)元件電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應(yīng)20

水泥電阻水泥電阻通常用做功率大，電流大的場(chǎng)合，有2W，3W，5W，10W甚至更大的功率，象空調(diào)，電視機(jī)，等功率在百瓦級(jí)以上的電器中，基本上都會(huì)用到水泥電阻，主要作用就是限流……水泥電阻21PTC熱敏電阻

PTC是PositiveTemperatureCoefficient的縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻，簡(jiǎn)稱PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，超過一定的溫度(居里溫度)時(shí)，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。

PTC熱敏電阻22開關(guān)電源原理課件23PTC熱敏電阻組織結(jié)構(gòu)和功能原理

陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體，而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基，摻雜其它的多晶陶瓷材料制造的，具有較低的電阻及半導(dǎo)特性。通過有目的的摻雜一種化學(xué)價(jià)較高的材料作為晶體的點(diǎn)陣元來達(dá)到的：在晶格中鋇離子或鈦酸鹽離子的一部分被較高價(jià)的離子所替代，因而得到了一定數(shù)量產(chǎn)生導(dǎo)電性的自由電子。PTC熱敏電阻組織結(jié)構(gòu)和功能原理24對(duì)于PTC熱敏電阻效應(yīng)，也就是電阻值階躍增高的原因，在于材料組織是由許多小的微晶構(gòu)成的，在晶粒的界面上，即所謂的晶粒邊界(晶界)上形成勢(shì)壘，阻礙電子越界進(jìn)入到相鄰區(qū)域中去，因此而產(chǎn)生高的電阻，這種效應(yīng)在溫度低時(shí)被抵消：在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強(qiáng)度在低溫時(shí)阻礙了勢(shì)壘的形成并使電子可以自由地流動(dòng)。而這種效應(yīng)在高溫時(shí)，介電常數(shù)和極化強(qiáng)度大幅度地降低，導(dǎo)致勢(shì)壘及電阻大幅度地增高，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的PTC效應(yīng)。對(duì)于PTC熱敏電阻效應(yīng)，也就是電阻值階躍增高的原因，在于材料25PTC熱敏電阻：有下面幾個(gè)性能！燈絲預(yù)熱用PTC熱敏電阻器1.應(yīng)用范圍：用于各種熒光燈電子鎮(zhèn)流器、電子節(jié)能燈中，不必改動(dòng)線路，將適當(dāng)?shù)臒崦綦娮杵髦苯又锌缃釉跓艄艿闹C振電容器兩端，可以變電子鎮(zhèn)流器、電子節(jié)能燈的硬啟動(dòng)為預(yù)熱啟動(dòng)，使燈絲的預(yù)熱時(shí)間達(dá)0.4～2秒可延長(zhǎng)燈管壽命三倍以上。2.特點(diǎn)：利用材料PTC特性制作而成，產(chǎn)品體積小、耐電壓高、壽命長(zhǎng)、正常工作時(shí)功耗小。3.應(yīng)用原理：應(yīng)用PTC熱敏電阻器實(shí)現(xiàn)預(yù)熱啟動(dòng)原理如右圖所示：剛接通開關(guān)時(shí)，Rt處于常溫態(tài)，其阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于C2阻值，電流通過C1，Rt自熱溫度超過居里點(diǎn)溫度Tc躍入高阻態(tài)，其阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于C2阻值，電流通過C1、C2形成回路導(dǎo)致LC諧振，產(chǎn)生高壓點(diǎn)亮燈管。PTC熱敏電阻：有下面幾個(gè)性能！26保險(xiǎn)絲型PTC熱敏電阻器PTC熱敏電阻和NTC熱敏電阻技術(shù)1.應(yīng)用范圍：MZ12A型PTC熱敏電阻器主要用于電子鎮(zhèn)流器（節(jié)能燈、電子變壓器、萬用表、智能電度表）等的過流過熱保護(hù)，直接串聯(lián)在負(fù)載電路中，在線路出現(xiàn)異常狀況時(shí)，能夠自動(dòng)限制過電流或阻斷電流，當(dāng)故障排除后又恢復(fù)原態(tài)，俗稱“萬次保險(xiǎn)絲”。2.特點(diǎn)：·無觸點(diǎn)的電路及元器件保護(hù)·自動(dòng)限制過電流·故障排除后自動(dòng)恢復(fù)·工作時(shí)無噪音無火花·工作可靠、使用方便3.應(yīng)用原理：將PTC熱敏電阻器串聯(lián)在電源回路中，當(dāng)電路處于正常狀態(tài)時(shí)，流過PTC的電流小于額定電流，PTC處于常態(tài)，阻值很小，不會(huì)影響電子鎮(zhèn)流器（節(jié)能燈、變壓器、萬用表）等被保護(hù)電路的正常工作。當(dāng)電路電流大大超過額定電流時(shí)，PTC陡然發(fā)熱，阻值驟增至高阻態(tài)，從而限制或阻斷電流，保護(hù)電路不受損壞。電流電流回復(fù)正常后，PTC亦自動(dòng)回復(fù)至低阻態(tài)，電路恢復(fù)正常工作。在電子鎮(zhèn)流器（節(jié)能燈、變壓器、萬用表）等過流保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域，南京時(shí)恒憑借其科研和工藝等方面的優(yōu)勢(shì)，率先推出了以高耐壓（V≥300VAC）為特色的MZ12型產(chǎn)品。保險(xiǎn)絲型PTC熱敏電阻器27三．TL431基準(zhǔn)電源器件這個(gè)器件在電源中使用率最高，這里簡(jiǎn)單介紹該器件。（1）TL431簡(jiǎn)介

圖5-2：TL431結(jié)構(gòu)及原理三．TL431基準(zhǔn)電源器件28開關(guān)電源原理課件29德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值（如圖2）。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2Ω。圖5-2左圖是該器件的符號(hào)。3個(gè)引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽極（ANODE）和參考端（REF）。由圖可以看到，VI是一個(gè)內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反相輸入端。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同相端）的電壓非常接德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定30近VI（2.5V）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從1到100mA變化。當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡(jiǎn)單地用這種組合來代替它。但如果在設(shè)計(jì)、分析應(yīng)用TL431的電路時(shí)，這個(gè)模塊圖對(duì)開啟思路，理解電路都是很有幫助的。近VI（2.5V）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流31（2）TL431的應(yīng)用前面提到TL431的內(nèi)部含有一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在REF端引入輸出反饋時(shí)，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖5-3所示的電路，當(dāng)R1和R2的阻值確定時(shí)，兩者對(duì)Vo的分壓引入反饋，若Vo增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導(dǎo)致Vo下降。顯見，這個(gè)深度的負(fù)反饋電路必然在VI等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時(shí)Vo=(1+R1/R2)Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當(dāng)R1=R2時(shí)，Vo=5V。需要注意的是，在選擇電阻時(shí)必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1mA。（2）TL431的應(yīng)用32當(dāng)然，這個(gè)電路并不太實(shí)用，但它很清晰地展示了該器件在應(yīng)用中的方法。將這個(gè)電路稍加改動(dòng)，就可以得到在很多實(shí)用的電源電路，如圖5-4。一般地，在陰極和參考端之間，可以引進(jìn)R、C串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以做相位補(bǔ)償。當(dāng)然，這個(gè)電路并不太實(shí)用，但它很清晰地展示了該器件在應(yīng)用33開關(guān)電源原理課件34圖5-3：推薦的應(yīng)用電路及電壓輸出作為基準(zhǔn)器件，TL431可以在恒壓源、恒流源等電路中廣泛采用。我們前面講到的開關(guān)電源，就廣泛地使用這個(gè)器件作為比較基準(zhǔn)。圖5-3：推薦的應(yīng)用電路及電壓輸出作為基準(zhǔn)器件，TL431可35四、光電耦合器原理及應(yīng)用工作原理

在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。四、光電耦合器原理及應(yīng)用工作原理

在光電耦合器輸入端加電36常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管37光電耦合器的測(cè)試

1、用萬用表判斷好壞。斷開輸入端電源，用R×1k檔測(cè)1、2腳電阻，正向電阻為幾百歐，反向電阻幾十千歐，3、4腳間電阻應(yīng)為無限大。1、2腳與3、4腳間任意一組，阻值為無限大，輸入端接通電源后，3、4腳的電阻很小。調(diào)節(jié)RP，3、4間腳電阻發(fā)生變化，說明該器件是好的。注：不能用R×10k檔，否則導(dǎo)致發(fā)射管擊穿。

光電耦合器的測(cè)試

1、用萬用表判斷好壞。斷開輸入端電源，用382、簡(jiǎn)易測(cè)試電路，當(dāng)接通電源后，調(diào)節(jié)LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，說明被測(cè)光電耦合器是好的。下圖：光電耦合器及其典型用法2、簡(jiǎn)易測(cè)試電路，當(dāng)接通電源后，調(diào)節(jié)LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變39開關(guān)電源原理課件40第二部分

開關(guān)電源原理及各功能電路

第二部分

開關(guān)電源原理及各功能電路

41一、開關(guān)電源的電路組成開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等。開關(guān)電源的電路組成方框圖如下：一、開關(guān)電源的電路組成開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾42開關(guān)電源原理課件43PWM（PulseWidthModulation）——脈寬調(diào)制，是一種開關(guān)式穩(wěn)壓電源應(yīng)用，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。什么是PFC電路PFC就是“功功率因數(shù)校正”的意思，主要用來表征電子產(chǎn)品對(duì)電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高

PWM（PulseWidthModulation）——脈44二、輸入電路的原理及常見電路

1、AC輸入整流濾波電路原理：二、輸入電路的原理及常見電路

1、AC輸入整流濾波電路45開關(guān)電源原理課件462、DC輸入濾波電路原理：

2、DC輸入濾波電路原理：

47①輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。C3、C4為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感。①輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是48②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機(jī)的瞬間，由于C6的存在Q2不導(dǎo)通，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。當(dāng)C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時(shí)Q2導(dǎo)通。如果C8漏電或后級(jí)電路短路現(xiàn)象，在起機(jī)的瞬間電流在RT1上產(chǎn)生的壓降增大，Q1導(dǎo)通使Q2沒有柵極電壓不導(dǎo)通，RT1將會(huì)在很短的時(shí)間燒毀，以保護(hù)后級(jí)電路②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q492、常見的原理圖：

2、常見的原理圖：

50四、輸出整流濾波電路[/b]：：

1、正激式整流電路：四、輸出整流濾波電路[/b]：：

1、正激式整流電路51T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，D2為續(xù)流二極管，R1、C1、R2、C2為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，C4、L2、C5組成π型濾波器。T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，522、反激式整流電路：

2、反激式整流電路：

53T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管，R1、C1為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，R2為假負(fù)載，C4、L2、C5組成π型濾波器。T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管，54五、穩(wěn)壓環(huán)路原理

1、反饋電路原理圖：五、穩(wěn)壓環(huán)路原理

1、反饋電路原理圖：552、工作原理：當(dāng)輸出U0升高，經(jīng)取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后，U1③腳電壓升高，當(dāng)其超過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出高電平，使Q1導(dǎo)通，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導(dǎo)通，UC3842①腳電位相應(yīng)變低，從而改變U1⑥腳輸出占空比減小，U0降低。2、工作原理：當(dāng)輸出U0升高，經(jīng)取樣電阻R7、R8、R156當(dāng)輸出U0降低時(shí)，U1③腳電壓降低，當(dāng)其低過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出低電平，Q1不導(dǎo)通，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導(dǎo)通，UC3842①腳電位升高，從而改變U1⑥腳輸出占空比增大，U0降低。周而復(fù)始，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。調(diào)節(jié)VR1可改變輸出電壓值。反饋環(huán)路是影響開關(guān)電源穩(wěn)定性的重要電路。如反饋電阻電容錯(cuò)、漏、虛焊等，會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，故障現(xiàn)象為：波形異常，空、滿載振蕩，輸出電壓不穩(wěn)定等。當(dāng)輸出U0降低時(shí)，U1③腳電壓降低，當(dāng)其低過U1②腳基準(zhǔn)57六、短路保護(hù)電路：

1、在輸出端短路的情況下，PWM控制電路能夠把輸出電流限制在一個(gè)安全范圍內(nèi)，它可以用多種方法來實(shí)現(xiàn)限流電路，當(dāng)功率限流在短路時(shí)不起作用時(shí)，只有另增設(shè)一部分電路。六、短路保護(hù)電路：

1、在輸出端短路的情況下，PWM控制電路582、短路保護(hù)電路通常有兩種，下圖是小功率短路保護(hù)電路，其原理簡(jiǎn)述如下：2、短路保護(hù)電路通常有兩種，下圖是小功率短路保護(hù)電路，其原理59當(dāng)輸出電路短路，輸出電壓消失，光耦OT1不導(dǎo)通，UC3842①腳電壓上升至5V左右，R1與R2的分壓超過TL431基準(zhǔn)，使之導(dǎo)通，UC3842⑦腳VCC電位被拉低，IC停止工作。UC3842停止工作后①腳電位消失，TL431不導(dǎo)通UC3842⑦腳電位上升，UC3842重新啟動(dòng)，周而復(fù)始。當(dāng)短路現(xiàn)象消失后，電路可以自動(dòng)恢復(fù)成正常工作狀態(tài)。當(dāng)輸出電路短路，輸出電壓消失，光耦OT1不導(dǎo)通，UC3842603、下圖是中功率短路保護(hù)電路，其原理簡(jiǎn)述如下：

3、下圖是中功率短路保護(hù)電路，其原理簡(jiǎn)述如下：

61當(dāng)輸出短路，UC3842①腳電壓上升,U1③腳電位高于②腳時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)①腳輸出高電位，給C1充電，當(dāng)C1兩端電壓超過⑤腳基準(zhǔn)電壓時(shí)U1⑦腳輸出低電位，UC3842①腳低于1V，UCC3842停止工作，輸出電壓為0V，周而復(fù)始，當(dāng)短路消失后電路正常工作。R2、C1是充放電時(shí)間常數(shù)，阻值不對(duì)時(shí)短路保護(hù)不起作用。當(dāng)輸出短路，UC3842①腳電壓上升,U1③腳電位高于②624、下圖是常見的限流、短路保護(hù)電路。其工作原理簡(jiǎn)述如下：

4、下圖是常見的限流、短路保護(hù)電路。其工作原理簡(jiǎn)述如下：63當(dāng)輸出電路短路或過流，變壓器原邊電流增大，R3兩端電壓降增大，③腳電壓升高，UC3842⑥腳輸出占空比逐漸增大，③腳電壓超過1V時(shí)，UC3842關(guān)閉無輸出。當(dāng)輸出電路短路或過流，變壓器原邊電流增大，R3兩端電壓降增64五、輸出端限流保護(hù)

五、輸出端限流保護(hù)

65上圖是常見的輸出端限流保護(hù)電路，其工作原理簡(jiǎn)述如上圖：當(dāng)輸出電流過大時(shí)，RS（錳銅絲）兩端電壓上升，U1③腳電壓高于②腳基準(zhǔn)電壓，U1①腳輸出高電壓，Q1導(dǎo)通，光耦發(fā)生光電效應(yīng)，UC3842①腳電壓降低，輸出電壓降低，從而達(dá)到輸出過載限流的目的上圖是常見的輸出端限流保護(hù)電路，其工作原理簡(jiǎn)述如上圖：當(dāng)輸出66六、輸出過壓保護(hù)電路的原理：

輸出過壓保護(hù)電路的作用是：當(dāng)輸出電壓超過設(shè)計(jì)值時(shí)，把輸出電壓限定在一安全值的范圍內(nèi)。當(dāng)開關(guān)電源內(nèi)部穩(wěn)壓環(huán)路出現(xiàn)故障或者由于用戶操作不當(dāng)引起輸出過壓現(xiàn)象時(shí)，過壓保護(hù)電路進(jìn)行保護(hù)以防止損壞后級(jí)用電設(shè)備。應(yīng)用最為普遍的過壓保護(hù)電路有如下幾六、輸出過壓保護(hù)電路的原理：

輸出過壓保護(hù)電路的作用是：671、可控硅觸發(fā)保護(hù)電路：1、可控硅觸發(fā)保護(hù)電路：68如上圖，當(dāng)Uo1輸出升高，穩(wěn)壓管（Z3）擊穿導(dǎo)通，可控硅（SCR1）的控制端得到觸發(fā)電壓，因此可控硅導(dǎo)通。Uo2電壓對(duì)地短路，過流保護(hù)電路或短路保護(hù)電路就會(huì)工作，停止整個(gè)電源電路的工作。當(dāng)輸出過壓現(xiàn)象排除，可控硅的控制端觸發(fā)電壓通過R對(duì)地泄放，可控硅恢復(fù)斷開狀態(tài)。如上圖，當(dāng)Uo1輸出升高，穩(wěn)壓管（Z3）擊穿導(dǎo)通，可控硅（S692、光電耦合保護(hù)電路：

2、光電耦合保護(hù)電路：

70開關(guān)電源原理課件71如上圖，當(dāng)Uo有過壓現(xiàn)象時(shí)，穩(wěn)壓管擊穿導(dǎo)通，經(jīng)光耦（OT2）R6到地產(chǎn)生電流流過，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光，從而使光電耦合器的光敏三極管導(dǎo)通。Q1基極得電導(dǎo)通，3842的③腳電降低，使IC關(guān)閉，停止整個(gè)電源的工作，Uo為零，周而復(fù)始如上圖，當(dāng)Uo有過壓現(xiàn)象時(shí)，穩(wěn)壓管擊穿導(dǎo)通，經(jīng)光耦（OT2）723、輸出限壓保護(hù)電路：輸出限壓保護(hù)電路如下圖，當(dāng)輸出電壓升高，穩(wěn)壓管導(dǎo)通光耦導(dǎo)通，Q1基極有驅(qū)動(dòng)電壓而道通，UC3842③電壓升高，輸出降低，穩(wěn)壓管不導(dǎo)通，UC3842③電壓降低，輸出電壓升高。周而復(fù)始，輸出電壓將穩(wěn)定在一范圍內(nèi)（取決于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值）。3、輸出限壓保護(hù)電路：73開關(guān)電源原理課件74七、輸入過欠壓保護(hù)：

七、輸入過欠壓保護(hù)：75第一部分

常用器件介紹第一部分

常用器件介紹76一、整流二極管二極管是功率電子系統(tǒng)中不可或缺的器件，用于整流、續(xù)流等。目前比較多地使用如下三種選擇：高效快速恢復(fù)二極管。壓降0.8-1.2V，適合小功率，12V左右電源。高效超快速二極管。0.8-1.2V，適合小功率，12V左右電源。肖特基勢(shì)壘整流二極管SBD。0.4V，適合5V等低壓電源。缺點(diǎn)是其電阻和耐壓的平方成正比，所以耐壓低（200V以下），反向漏電流較大，易熱擊穿。但速度比較快，通態(tài)壓降低。一、整流二極管二極管是功率電子系統(tǒng)中不可或缺的器件，用于整流77雙二極管雙二極管78二、場(chǎng)效應(yīng)管基礎(chǔ)知識(shí)1）、場(chǎng)效應(yīng)管的分類按溝道半導(dǎo)體材料的不同，結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來劃分，場(chǎng)效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。而MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。見下圖。二、場(chǎng)效應(yīng)管基礎(chǔ)知識(shí)1）、場(chǎng)效應(yīng)管的分類79開關(guān)電源原理課件802）場(chǎng)效應(yīng)管的作用1、場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。2、常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換。

3、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻。

4、場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。

5、場(chǎng)效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。2）場(chǎng)效應(yīng)管的作用1、場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合813）、場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試:

a、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的管腳識(shí)別：

場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相當(dāng)于晶體管的基極，源極和漏極分別對(duì)應(yīng)于晶體管的發(fā)射極和集電極。將萬用表置于R×1k檔，用兩表筆分別測(cè)量每?jī)蓚€(gè)管腳間的正、反向電阻。當(dāng)某兩個(gè)管腳間的正、反向電阻相等，均為數(shù)KΩ時(shí)，則這兩個(gè)管腳為漏極D和源極S（可互換），余下的一個(gè)管腳即為柵極G。對(duì)于有4個(gè)管腳的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。

3）、場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試:82b、判定柵極

用萬用表黑表筆碰觸管子的一個(gè)電極，紅表筆分別碰觸另外兩個(gè)電極。若兩次測(cè)出的阻值都很小，說明均是正向電阻，該管屬于N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的也是柵極。

制造工藝決定了場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極是對(duì)稱的，可以互換使用，并不影響電路的正常工作，所以不必加以區(qū)分。源極與漏極間的電阻約為幾千歐。

注意不能用此法判定絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。因?yàn)檫@種管子的輸入電阻極高，柵源間的極間電容又很小，測(cè)量時(shí)只要有少量的電荷，就可在極間電容上形成很高的電壓，容易將管子損壞。

b、判定柵極

用萬用表黑表筆碰觸管子的一個(gè)電極，紅表83功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET功率場(chǎng)效應(yīng)管又叫功率場(chǎng)控晶體管。功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET功率場(chǎng)效應(yīng)管又叫功率場(chǎng)控晶體管。84電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管有3個(gè)端子：漏極D、源極S和柵極G。當(dāng)漏極接電源正，源極接電源負(fù)時(shí)，柵極和源極之間電壓為0，溝道不導(dǎo)電，管子處于截止。如果在柵極和源極之間加一正向電壓UGS，并且使UGS大于或等于管子的開啟電壓UT，則管子開通，在漏、源極間流過電流ID。UGS超過UT越大，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，漏極電流越大。電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管有3個(gè)端子：85三、電阻器碳膜電阻器（RT）

材料：高溫下將有機(jī)化合物（烷，苯等碳?xì)浠衔铮岱纸猱a(chǎn)生的碳積在陶瓷肌體表面。碳膜電阻器阻值范圍寬，由良好的穩(wěn)定性，溫度系數(shù)不大且是負(fù)值，是目前應(yīng)用最廣泛的電阻器。三、電阻器碳膜電阻器（RT）86金屬膜電阻（RJ）

材料：通過真空蒸發(fā)或陰極濺射，沉積在陶瓷肌體表面上一層很薄的金屬或合金膜。特點(diǎn)：金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高，穩(wěn)定性好，噪聲，溫度系數(shù)小，金屬膜電阻由于結(jié)構(gòu)不均勻，因此使他的脈沖負(fù)載能力差。金屬膜電阻（RJ）87SMT電阻：（RI）

材料：片狀電阻是金屬玻璃鈾電阻的一種形式，他的電阻體是高可靠的釕系列玻璃鈾材料經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成，電極采用銀鈀合金漿料。

特點(diǎn)：體積小，精度高，穩(wěn)定性好，由于其為片狀元件，所以高頻性能好SMT電阻：（RI）88繞線電阻:RX

材料：用高阻合金線繞在絕緣骨架上制造。特點(diǎn)：繞線電阻具有較低的溫度系數(shù)，阻值精度高，穩(wěn)定性好，耐熱耐腐蝕，主要做精密大功率電阻使用，缺點(diǎn)是高頻性能差，時(shí)間常數(shù)大。繞線電阻:RX89壓敏電阻根據(jù)使用目的的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類：①保護(hù)用壓敏電阻②電路功能用壓敏電阻。

壓敏電阻90

保護(hù)用壓敏電阻

（1）區(qū)分電源保護(hù)用，還是信號(hào)線，數(shù)據(jù)線保護(hù)用壓敏電阻器，它們要滿足不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）根據(jù)施加在壓敏電阻上的連續(xù)工作電壓的不同，可將跨電源線用壓敏電阻器可區(qū)分為交流用或直流用兩種類型，壓敏電阻在這兩種電壓應(yīng)力下的老化特性表現(xiàn)不同。

（3）根據(jù)壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同，可將壓敏電阻區(qū)分為浪涌抑制型，高功率型和高能型這三種類型。

保護(hù)用壓敏電阻91★浪涌抑制型：是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓的壓敏電阻器，這種瞬態(tài)過電壓的出現(xiàn)是隨機(jī)的，非周期的，電流電壓的峰值可能很大。絕大多數(shù)壓敏電阻器都屬于這一類?！锔吣苄停褐赣糜谖瞻l(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈，起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器，對(duì)這類應(yīng)用，主要技術(shù)指標(biāo)是能量吸收能力。

★浪涌抑制型：是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態(tài)過電壓92壓敏電阻器的保護(hù)功能，絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下，是可以多次反復(fù)作用的，但有時(shí)也將它做成電流保險(xiǎn)絲那樣的"一次性"保護(hù)器件。例如并接在某些電流互感器負(fù)載上的帶短路接點(diǎn)壓敏電阻。

壓敏電阻器的保護(hù)功能，絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下，是可以多次反復(fù)作用93

★高功率型：是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器，例如并接在開關(guān)電源變換器上的壓敏電阻，這里沖擊電壓周期出現(xiàn)，且周期可知，能量值一般可以計(jì)算出來，電壓的峰值并不大，但因出現(xiàn)頻率高，其平均功率相當(dāng)大。

★高功率型：是指用于吸收周期出現(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器，94

電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應(yīng)用于瞬態(tài)過電壓保護(hù)，但是它的類似于半導(dǎo)體穩(wěn)壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：

（1）直流高壓小電流穩(wěn)壓元件，其穩(wěn)定電壓可高達(dá)數(shù)千伏以上，這是硅穩(wěn)壓管無法達(dá)到的。

（2）電壓波動(dòng)檢測(cè)元件。

（3）直流電瓶移位元件。

（4）均壓元件。

（5）熒光啟動(dòng)元件電路功能用壓敏電阻

壓敏電阻主要應(yīng)95

水泥電阻水泥電阻通常用做功率大，電流大的場(chǎng)合，有2W，3W，5W，10W甚至更大的功率，象空調(diào)，電視機(jī)，等功率在百瓦級(jí)以上的電器中，基本上都會(huì)用到水泥電阻，主要作用就是限流……水泥電阻96PTC熱敏電阻

PTC是PositiveTemperatureCoefficient的縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件。通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻，簡(jiǎn)稱PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，超過一定的溫度(居里溫度)時(shí)，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。

PTC熱敏電阻97開關(guān)電源原理課件98PTC熱敏電阻組織結(jié)構(gòu)和功能原理

陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體，而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基，摻雜其它的多晶陶瓷材料制造的，具有較低的電阻及半導(dǎo)特性。通過有目的的摻雜一種化學(xué)價(jià)較高的材料作為晶體的點(diǎn)陣元來達(dá)到的：在晶格中鋇離子或鈦酸鹽離子的一部分被較高價(jià)的離子所替代，因而得到了一定數(shù)量產(chǎn)生導(dǎo)電性的自由電子。PTC熱敏電阻組織結(jié)構(gòu)和功能原理99對(duì)于PTC熱敏電阻效應(yīng)，也就是電阻值階躍增高的原因，在于材料組織是由許多小的微晶構(gòu)成的，在晶粒的界面上，即所謂的晶粒邊界(晶界)上形成勢(shì)壘，阻礙電子越界進(jìn)入到相鄰區(qū)域中去，因此而產(chǎn)生高的電阻，這種效應(yīng)在溫度低時(shí)被抵消：在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強(qiáng)度在低溫時(shí)阻礙了勢(shì)壘的形成并使電子可以自由地流動(dòng)。而這種效應(yīng)在高溫時(shí)，介電常數(shù)和極化強(qiáng)度大幅度地降低，導(dǎo)致勢(shì)壘及電阻大幅度地增高，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的PTC效應(yīng)。對(duì)于PTC熱敏電阻效應(yīng)，也就是電阻值階躍增高的原因，在于材料100PTC熱敏電阻：有下面幾個(gè)性能！燈絲預(yù)熱用PTC熱敏電阻器1.應(yīng)用范圍：用于各種熒光燈電子鎮(zhèn)流器、電子節(jié)能燈中，不必改動(dòng)線路，將適當(dāng)?shù)臒崦綦娮杵髦苯又锌缃釉跓艄艿闹C振電容器兩端，可以變電子鎮(zhèn)流器、電子節(jié)能燈的硬啟動(dòng)為預(yù)熱啟動(dòng)，使燈絲的預(yù)熱時(shí)間達(dá)0.4～2秒可延長(zhǎng)燈管壽命三倍以上。2.特點(diǎn)：利用材料PTC特性制作而成，產(chǎn)品體積小、耐電壓高、壽命長(zhǎng)、正常工作時(shí)功耗小。3.應(yīng)用原理：應(yīng)用PTC熱敏電阻器實(shí)現(xiàn)預(yù)熱啟動(dòng)原理如右圖所示：剛接通開關(guān)時(shí)，Rt處于常溫態(tài)，其阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于C2阻值，電流通過C1，Rt自熱溫度超過居里點(diǎn)溫度Tc躍入高阻態(tài)，其阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于C2阻值，電流通過C1、C2形成回路導(dǎo)致LC諧振，產(chǎn)生高壓點(diǎn)亮燈管。PTC熱敏電阻：有下面幾個(gè)性能！101保險(xiǎn)絲型PTC熱敏電阻器PTC熱敏電阻和NTC熱敏電阻技術(shù)1.應(yīng)用范圍：MZ12A型PTC熱敏電阻器主要用于電子鎮(zhèn)流器（節(jié)能燈、電子變壓器、萬用表、智能電度表）等的過流過熱保護(hù)，直接串聯(lián)在負(fù)載電路中，在線路出現(xiàn)異常狀況時(shí)，能夠自動(dòng)限制過電流或阻斷電流，當(dāng)故障排除后又恢復(fù)原態(tài)，俗稱“萬次保險(xiǎn)絲”。2.特點(diǎn)：·無觸點(diǎn)的電路及元器件保護(hù)·自動(dòng)限制過電流·故障排除后自動(dòng)恢復(fù)·工作時(shí)無噪音無火花·工作可靠、使用方便3.應(yīng)用原理：將PTC熱敏電阻器串聯(lián)在電源回路中，當(dāng)電路處于正常狀態(tài)時(shí)，流過PTC的電流小于額定電流，PTC處于常態(tài)，阻值很小，不會(huì)影響電子鎮(zhèn)流器（節(jié)能燈、變壓器、萬用表）等被保護(hù)電路的正常工作。當(dāng)電路電流大大超過額定電流時(shí)，PTC陡然發(fā)熱，阻值驟增至高阻態(tài)，從而限制或阻斷電流，保護(hù)電路不受損壞。電流電流回復(fù)正常后，PTC亦自動(dòng)回復(fù)至低阻態(tài)，電路恢復(fù)正常工作。在電子鎮(zhèn)流器（節(jié)能燈、變壓器、萬用表）等過流保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域，南京時(shí)恒憑借其科研和工藝等方面的優(yōu)勢(shì)，率先推出了以高耐壓（V≥300VAC）為特色的MZ12型產(chǎn)品。保險(xiǎn)絲型PTC熱敏電阻器102三．TL431基準(zhǔn)電源器件這個(gè)器件在電源中使用率最高，這里簡(jiǎn)單介紹該器件。（1）TL431簡(jiǎn)介

圖5-2：TL431結(jié)構(gòu)及原理三．TL431基準(zhǔn)電源器件103開關(guān)電源原理課件104德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值（如圖2）。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2Ω。圖5-2左圖是該器件的符號(hào)。3個(gè)引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽極（ANODE）和參考端（REF）。由圖可以看到，VI是一個(gè)內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反相輸入端。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同相端）的電壓非常接德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定105近VI（2.5V）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從1到100mA變化。當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡(jiǎn)單地用這種組合來代替它。但如果在設(shè)計(jì)、分析應(yīng)用TL431的電路時(shí)，這個(gè)模塊圖對(duì)開啟思路，理解電路都是很有幫助的。近VI（2.5V）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流106（2）TL431的應(yīng)用前面提到TL431的內(nèi)部含有一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在REF端引入輸出反饋時(shí)，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖5-3所示的電路，當(dāng)R1和R2的阻值確定時(shí)，兩者對(duì)Vo的分壓引入反饋，若Vo增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導(dǎo)致Vo下降。顯見，這個(gè)深度的負(fù)反饋電路必然在VI等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時(shí)Vo=(1+R1/R2)Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當(dāng)R1=R2時(shí)，Vo=5V。需要注意的是，在選擇電阻時(shí)必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1mA。（2）TL431的應(yīng)用107當(dāng)然，這個(gè)電路并不太實(shí)用，但它很清晰地展示了該器件在應(yīng)用中的方法。將這個(gè)電路稍加改動(dòng)，就可以得到在很多實(shí)用的電源電路，如圖5-4。一般地，在陰極和參考端之間，可以引進(jìn)R、C串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以做相位補(bǔ)償。當(dāng)然，這個(gè)電路并不太實(shí)用，但它很清晰地展示了該器件在應(yīng)用108開關(guān)電源原理課件109圖5-3：推薦的應(yīng)用電路及電壓輸出作為基準(zhǔn)器件，TL431可以在恒壓源、恒流源等電路中廣泛采用。我們前面講到的開關(guān)電源，就廣泛地使用這個(gè)器件作為比較基準(zhǔn)。圖5-3：推薦的應(yīng)用電路及電壓輸出作為基準(zhǔn)器件，TL431可110四、光電耦合器原理及應(yīng)用工作原理

在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。四、光電耦合器原理及應(yīng)用工作原理

在光電耦合器輸入端加電111常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管112光電耦合器的測(cè)試

1、用萬用表判斷好壞。斷開輸入端電源，用R×1k檔測(cè)1、2腳電阻，正向電阻為幾百歐，反向電阻幾十千歐，3、4腳間電阻應(yīng)為無限大。1、2腳與3、4腳間任意一組，阻值為無限大，輸入端接通電源后，3、4腳的電阻很小。調(diào)節(jié)RP，3、4間腳電阻發(fā)生變化，說明該器件是好的。注：不能用R×10k檔，否則導(dǎo)致發(fā)射管擊穿。

光電耦合器的測(cè)試

1、用萬用表判斷好壞。斷開輸入端電源，用1132、簡(jiǎn)易測(cè)試電路，當(dāng)接通電源后，調(diào)節(jié)LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，說明被測(cè)光電耦合器是好的。下圖：光電耦合器及其典型用法2、簡(jiǎn)易測(cè)試電路，當(dāng)接通電源后，調(diào)節(jié)LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變114開關(guān)電源原理課件115第二部分

開關(guān)電源原理及各功能電路

第二部分

開關(guān)電源原理及各功能電路

116一、開關(guān)電源的電路組成開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器（EMI）、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等。開關(guān)電源的電路組成方框圖如下：一、開關(guān)電源的電路組成開關(guān)電源的主要電路是由輸入電磁干擾117開關(guān)電源原理課件118PWM（PulseWidthModulation）——脈寬調(diào)制，是一種開關(guān)式穩(wěn)壓電源應(yīng)用，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。什么是PFC電路PFC就是“功功率因數(shù)校正”的意思，主要用來表征電子產(chǎn)品對(duì)電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高

PWM（PulseWidthModulation）——脈119二、輸入電路的原理及常見電路

1、AC輸入整流濾波電路原理：二、輸入電路的原理及常見電路

1、AC輸入整流濾波電路120開關(guān)電源原理課件1212、DC輸入濾波電路原理：

2、DC輸入濾波電路原理：

122①輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)輸入電源的電磁噪聲及雜波信號(hào)進(jìn)行抑制，防止對(duì)電源干擾，同時(shí)也防止電源本身產(chǎn)生的高頻雜波對(duì)電網(wǎng)干擾。C3、C4為安規(guī)電容，L2、L3為差模電感。①輸入濾波電路：C1、L1、C2組成的雙π型濾波網(wǎng)絡(luò)主要是123②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機(jī)的瞬間，由于C6的存在Q2不導(dǎo)通，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。當(dāng)C6上的電壓充至Z1的穩(wěn)壓值時(shí)Q2導(dǎo)通。如果C8漏電或后級(jí)電路短路現(xiàn)象，在起機(jī)的瞬間電流在RT1上產(chǎn)生的壓降增大，Q1導(dǎo)通使Q2沒有柵極電壓不導(dǎo)通，RT1將會(huì)在很短的時(shí)間燒毀，以保護(hù)后級(jí)電路②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q1242、常見的原理圖：

2、常見的原理圖：

125四、輸出整流濾波電路[/b]：：

1、正激式整流電路：四、輸出整流濾波電路[/b]：：

1、正激式整流電路126T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，D2為續(xù)流二極管，R1、C1、R2、C2為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，C4、L2、C5組成π型濾波器。T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管，1272、反激式整流電路：

2、反激式整流電路：

128T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管，R1、C1為削尖峰電路。L1為續(xù)流電感，R2為假負(fù)載，C4、L2、C5組成π型濾波器。T1為開關(guān)變壓器，其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管，129五、穩(wěn)壓環(huán)路原理

1、反饋電路原理圖：五、穩(wěn)壓環(huán)路原理

1、反饋電路原理圖：1302、工作原理：當(dāng)輸出U0升高，經(jīng)取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后，U1③腳電壓升高，當(dāng)其超過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出高電平，使Q1導(dǎo)通，光耦OT1發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管導(dǎo)通，UC3842①腳電位相應(yīng)變低，從而改變U1⑥腳輸出占空比減小，U0降低。2、工作原理：當(dāng)輸出U0升高，經(jīng)取樣電阻R7、R8、R1131當(dāng)輸出U0降低時(shí)，U1③腳電壓降低，當(dāng)其低過U1②腳基準(zhǔn)電壓后U1①腳輸出低電平，Q1不導(dǎo)通，光耦OT1發(fā)光二極管不發(fā)光，光電三極管不導(dǎo)通，UC3842①腳電位升高，從而改變U1⑥腳輸出占空比增大，