《開(kāi)關(guān)電源詳解》課件

開(kāi)關(guān)電源詳解contents目錄開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)介開(kāi)關(guān)電源的工作原理開(kāi)關(guān)電源的關(guān)鍵元件與電路開(kāi)關(guān)電源的性能指標(biāo)與測(cè)試開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)與優(yōu)化開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)01開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)介開(kāi)關(guān)電源是一種將電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的設(shè)備，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管通斷來(lái)調(diào)整輸出電壓的裝置。定義體積小、重量輕、效率高、穩(wěn)定性好、易于實(shí)現(xiàn)智能化等。特點(diǎn)開(kāi)關(guān)電源的定義與特點(diǎn)可分為工頻開(kāi)關(guān)電源和變頻開(kāi)關(guān)電源。按工作頻率按電路結(jié)構(gòu)按控制方式可分為單端反激式、單端正激式、推挽式、半橋式、全橋式等。可分為脈寬調(diào)制（PWM）和脈頻調(diào)制（PFM）。030201開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi)開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用場(chǎng)景通信設(shè)備中大量使用開(kāi)關(guān)電源，如交換機(jī)、路由器等。計(jì)算機(jī)硬件如主板、顯卡等需要穩(wěn)定的供電，開(kāi)關(guān)電源是不可或缺的部分。工業(yè)控制設(shè)備中需要高穩(wěn)定、高效、可靠的電源，開(kāi)關(guān)電源是首選。電視、冰箱、空調(diào)等家用電器中也有開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用。通信領(lǐng)域計(jì)算機(jī)領(lǐng)域工業(yè)控制領(lǐng)域家用電器領(lǐng)域02開(kāi)關(guān)電源的工作原理輸入電路開(kāi)關(guān)輸出電路控制電路開(kāi)關(guān)電源的基本組成01020304用于接收和過(guò)濾外部電源，確保輸入的電壓和電流滿足開(kāi)關(guān)電源的要求?？刂齐娫吹耐〝?，是開(kāi)關(guān)電源的核心元件。用于穩(wěn)定輸出電壓和電流，通常包括濾波電容和電感。根據(jù)輸入信號(hào)和輸出狀態(tài)，控制開(kāi)關(guān)的通斷，以實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)壓或穩(wěn)流。輸入電壓通過(guò)輸入電路進(jìn)入開(kāi)關(guān)電源。當(dāng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，能量存儲(chǔ)在輸出電路中的電感中；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電感中的能量通過(guò)輸出電路釋放到負(fù)載中。控制電路根據(jù)輸入信號(hào)和輸出狀態(tài)，產(chǎn)生控制信號(hào)，控制開(kāi)關(guān)的通斷。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的通斷時(shí)間，可以調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的大小。開(kāi)關(guān)電源的工作流程輸入電壓和電流的波形，通常為正弦波或方波。輸入波形輸出電壓和電流的波形，根據(jù)負(fù)載的不同，可以是直流、脈沖或交流波形。輸出波形控制電路產(chǎn)生的控制信號(hào)波形，通常為脈沖波形?？刂撇ㄐ伍_(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)波形，通常為脈沖波形。開(kāi)關(guān)波形開(kāi)關(guān)電源的波形分析03開(kāi)關(guān)電源的關(guān)鍵元件與電路輸入濾波電路輸入濾波電路是開(kāi)關(guān)電源的重要組成部分，其主要功能是濾除電網(wǎng)中的諧波干擾，同時(shí)防止開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻諧波對(duì)電網(wǎng)造成污染。輸入濾波電路通常由電容、電感等無(wú)源元件組成，通過(guò)合理選擇元件的參數(shù)和配置，可以有效地抑制電磁干擾和提高電源的效率。整流電路的作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，而濾波電路則用于平滑整流后的直流電壓，減小電壓的脈動(dòng)和噪聲。常見(jiàn)的整流電路有半波整流和全波整流兩種，而濾波電路則可以采用電容濾波或電感濾波等方式。整流與濾波電路控制電路是開(kāi)關(guān)電源的核心部分，它負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和截止時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)。控制電路通常由比較放大器、驅(qū)動(dòng)電路和取樣電路等組成，通過(guò)合理設(shè)計(jì)控制電路的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，可以獲得穩(wěn)定的輸出電壓和高效的電源性能。控制電路保護(hù)電路的作用是確保開(kāi)關(guān)電源在異常情況下能夠安全地停機(jī)，防止設(shè)備損壞和火災(zāi)事故的發(fā)生。常見(jiàn)的保護(hù)電路有過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)等，這些保護(hù)電路可以在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)切斷電源或發(fā)出報(bào)警信號(hào)。保護(hù)電路04開(kāi)關(guān)電源的性能指標(biāo)與測(cè)試電壓調(diào)整率是衡量開(kāi)關(guān)電源在輸入電壓變化下輸出電壓穩(wěn)定性的重要指標(biāo)?？偨Y(jié)詞電壓調(diào)整率表示當(dāng)輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化量。理想的電壓調(diào)整率應(yīng)為零，但實(shí)際中由于各種原因，電壓調(diào)整率可能較高。電壓調(diào)整率越低，表示電源的輸出電壓受輸入電壓變化的影響越小，電源的性能越好。詳細(xì)描述電壓調(diào)整率負(fù)載調(diào)整率總結(jié)詞負(fù)載調(diào)整率是衡量開(kāi)關(guān)電源在負(fù)載電流變化下輸出電壓穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。詳細(xì)描述負(fù)載調(diào)整率表示當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化量。負(fù)載調(diào)整率越低，表示電源的輸出電壓受負(fù)載電流變化的影響越小，電源的性能越好?？偨Y(jié)詞效率是衡量開(kāi)關(guān)電源能量轉(zhuǎn)換效率的重要指標(biāo)。詳細(xì)描述效率表示開(kāi)關(guān)電源將輸入功率轉(zhuǎn)換為輸出功率的能力。效率越高，表示開(kāi)關(guān)電源的能量轉(zhuǎn)換效率越高，損失的能量越少。高效率的開(kāi)關(guān)電源不僅可以減少能源浪費(fèi)，還可以降低散熱需求，減小體積和重量。效率VS溫升是衡量開(kāi)關(guān)電源散熱性能的重要指標(biāo)。詳細(xì)描述溫升表示開(kāi)關(guān)電源在工作過(guò)程中內(nèi)部溫度的升高。溫升越低，表示開(kāi)關(guān)電源的散熱性能越好，元器件的工作壽命越長(zhǎng)。合理的散熱設(shè)計(jì)可以有效降低溫升，提高開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性。總結(jié)詞溫升紋波與噪聲是衡量開(kāi)關(guān)電源輸出質(zhì)量的重要指標(biāo)。紋波是由于電源內(nèi)部的電感和電容等元件引起的輸出電壓或電流的波動(dòng)。噪聲則是由于電路中的電磁干擾等引起的輸出電壓或電流的波動(dòng)。紋波與噪聲越小，表示開(kāi)關(guān)電源的輸出質(zhì)量越好，對(duì)電路的干擾也越小?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述紋波與噪聲05開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇確定輸入輸出電壓根據(jù)應(yīng)用需求，確定開(kāi)關(guān)電源的輸入輸出電壓。考慮效率和功率密度選擇能夠提供高效率和良好功率密度的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。考慮控制方式根據(jù)需要選擇脈寬調(diào)制（PWM）或脈沖頻率調(diào)制（PFM）等控制方式。計(jì)算電感的值根據(jù)工作頻率和最大直流電阻值計(jì)算電感的值。選擇合適的電容根據(jù)輸出電壓和紋波電流選擇合適的電容。選擇合適的開(kāi)關(guān)管和二極管根據(jù)最大工作電流和電壓選擇合適的開(kāi)關(guān)管和二極管。元器件的選型與計(jì)算123根據(jù)開(kāi)關(guān)電源的工作溫度和散熱條件，評(píng)估熱阻的大小。評(píng)估熱阻根據(jù)熱阻的大小和散熱需求，設(shè)計(jì)合適的散熱器。設(shè)計(jì)散熱器根據(jù)散熱需求和環(huán)境條件，選擇自然冷卻或強(qiáng)制冷卻方式。