開關(guān)電源（一）課件講解

鐵道信號(hào)自動(dòng)控制專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)《鐵路信號(hào)電源設(shè)備維護(hù)》德修身技立業(yè)鐵道信號(hào)自動(dòng)控制專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)開關(guān)電源基本原理德修身技立業(yè)開關(guān)電源基本原理1.1線性電源和開關(guān)電源比較

線性電源一般用工頻變壓器將市電高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電，再經(jīng)整流濾波成為一個(gè)直流電壓，然后利用有源器件導(dǎo)通電阻的可變性將這個(gè)直流電壓降至設(shè)定的輸出電壓。下圖為一個(gè)簡(jiǎn)單的線性串聯(lián)穩(wěn)壓電路：開關(guān)電源基本原理1.1線性電源和開關(guān)電源比較隨著電子元件和磁性元件的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備使用了開關(guān)電源。因?yàn)殚_關(guān)電源有相比線性電源1000倍以上的開關(guān)頻率，因而在重量、體積、效率等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。開關(guān)電源的使用越來越廣泛，如郵電通信、軍事裝備、交通設(shè)施、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、家用電器等都越來越多的應(yīng)用了開關(guān)電源。開關(guān)電源基本原理開關(guān)電源基本原理1.2常用開關(guān)電源類別目前開關(guān)電源廣泛采用的是PWM脈寬調(diào)制方式，即功率開關(guān)管的開關(guān)頻率固定，通過調(diào)整開關(guān)管的導(dǎo)通、截止時(shí)間來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。PWM開關(guān)電源可以實(shí)現(xiàn)AC-DC、DC-DC、DC-AC等升降壓變換，根據(jù)電路拓?fù)涞姆绞接只究煞譃榉醇な?、正激式、推挽式、半橋式、全橋式等等，還有一些從這些基本拓?fù)溲葑兂鰜淼钠渌绞?。開關(guān)電源基本原理1.2常用開關(guān)電源類別1.反激式主要應(yīng)用于小功率電源（100W以下）變壓器主要作用為電壓變換和儲(chǔ)能。2.正激式用于中大功率電源（500W）左右，變壓器作為電壓變換，輸出有一個(gè)儲(chǔ)能電感，開關(guān)管截止時(shí)釋放能量。圖二位雙關(guān)正激的電路，功率可做得更大一些。開關(guān)電源基本原理1.2常用開關(guān)電源類別3.半橋電路可做大功率電源，輸入開關(guān)管電壓應(yīng)力較低，輸出全波整流效率高。開關(guān)電源基本原理1.2常用開關(guān)電源類別目前開關(guān)電源廣泛采用的是PWM脈寬調(diào)制方式，即功率開關(guān)管的開關(guān)頻率固定，通過調(diào)整開關(guān)管的導(dǎo)通、截止時(shí)間來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。PWM開關(guān)電源可以實(shí)現(xiàn)AC-DC、DC-DC、DC-AC等升降壓變換，根據(jù)電路拓?fù)涞姆绞接只究煞譃榉醇な?、正激式、推挽式、半橋式、全橋式等等，還有一些從這些基本拓?fù)溲葑兂鰜淼钠渌绞?。開關(guān)電源基本原理1.3開關(guān)電源簡(jiǎn)介下面我們用一個(gè)500W電源來介紹開關(guān)電源的各個(gè)組成部分及功能：EMI電路PFC防浪涌電路整流濾波AC-DC變換PWM控制器輸入過欠壓保護(hù)整流濾波輸出穩(wěn)壓控制輸出過流保護(hù)DC-DC變換PWM控制輸出過流保護(hù)輸出過壓保護(hù)輸入告警開關(guān)電源基本原理1.330W電源簡(jiǎn)介開關(guān)電源基本原理1.330W電源簡(jiǎn)介EMI電路:

電源工作時(shí)，電源的功率開關(guān)管、變壓器處于高頻的開關(guān)狀態(tài)，電壓、電流的快速跳變會(huì)產(chǎn)生很干擾噪音，而EMI電路主要是阻止這些干擾噪聲串入電網(wǎng)影響其它的電子設(shè)備，也能防止一部分電網(wǎng)的干擾噪音進(jìn)入電源造成干擾。防浪涌電路：

開機(jī)瞬間，輸入交流經(jīng)整流后給濾波電容充電，這時(shí)的充電電流非常大，容易造成整流橋、輸入保險(xiǎn)絲的損壞，通過輸入串接電阻，防止輸入瞬間點(diǎn)流過大，保護(hù)整流橋、保險(xiǎn)絲等器件。PWM控制：由PWM控制芯片及外圍電路組成，IC自身產(chǎn)生固定的開關(guān)頻率，驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管，根據(jù)輸出反饋的信號(hào)，控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通和截止時(shí)間，達(dá)到使輸出穩(wěn)壓的目的。功率(開關(guān))變壓器：