电源基础知识介绍ppt课件

电源基本知识介绍，电源和通用芯片技术组，1，摘要，介绍开关电源原理开关电源技术趋势电源基本指标测试，2，介绍，从广义上讲，当前所有电子设备都需要可以成为电池或电源的直流电源。大多数电源需要输入和输出过滤，需要正确控制输出等电源。换句话说，将一个电源转换为需要的电源形式的设备。3、简介、电源分类：1、电源根据能量转换方向分为以下四类：交流/直流电源；DC/DC转换器转换器转换器转换器转换器；DC/AC逆变器转换器；交流/ACUPS/反相器transducer；这四个类别用于通信系统，AC/DC电源和DC/DC转换器是使用最广泛的电源。4，简介，2，特定于应用环境的划分：通信电源、工业电源、军用电源、民用电源3、结构和功能划分：主电源模块、辅助电源模块、电源系统4，根据设计原理划分：传统线性电源(使用开关管线电压调节器)、交流/直流电源的输入电压为交流。直流/直流电源的输入电压为直流，可以是电池或直流输出的另一个电源。相同的点输出电压是经过精密调整的直流电压。所使用的电压转换技术基本上是PWM技术。根据客户的要求，可以提供原角的高频隔离等。6，简介，线性电源开关电源DC/DC转换器开关电源技术趋势，7，线性电源，1。线性电源的一般定义是使用功率晶体管或MOSFET放大区域操作特性和反馈网络控制自己的传导特性，并根据自身损耗保持输出电压稳定的转换装置。主要包括以下功能单元：整流转换：将交流输入电压转换为直流输出电压；过滤器：软化整流输出中包含的纹波电压；电压转换功能：将交流的输入电压转换为其他合适的直流电压。调整：输入电压变化、负载变化和温度变化时保持恒定输出能力：隔离：电源中央和辅助边缘电气隔离；8，线性电源，2):理想电源的特性-稳定电压输出(与输入、负载、温度和时间变化无关)；-零输出阻抗(对应所有频率)；-100%转换效率；-纯直流输出波形(无噪音和波纹)等。9，线性电源，尽管调节率好，但实际输出电压取决于输入电压、输出负载、工作温度变化等；这些变化量可以测量，例如负荷调整率、源调整率、温度变化率等。3，实际电源特性，10，线性电源，4):线性电源的方框图，11，线性电源，交换机断电：Iox(Vg-Vo)输入电源：Pin=VgxIo，VgxIo典型线性电源电路，12，线性电源，6，线性电源的优点和缺点优点： -低输出纹波和噪音-良好的电压和负载调整速度-快速响应时间-高频开关纹波EMI缺点： -低功率密度，大功率音量-低效率-钢铁消耗，即可从workspace页面中移除物件。即可从workspace页面中移除物件。DC/DC线性转换低功耗转换，电流通常小于3A，功率损失通常建议小于2w；电路简单、占用单板面积的典型设备：LM7805、LT1084、LT1085、等。低压降电压转换(例如使用LT1764、MIC29302)可以在压降满足0.5V或更高的条件下输出稳定的电压。使用线性转换减少开关电源的纹波，为敏感模拟电路等纹波敏感电路供电，抑制开关纹波的干扰。，14，线性电源，8，线性电压调节器设计注意事项：差压输出电流损失功率输入电压范围，15，线性电源，9，线性电压调节器的设计示例，16，开关电源，17，开关电源，定义：使用功率半导体装置的高频1、开关电源的缺点和优点： -高效、小、-高输出；-宽度输入电压范围和皮带容量；-更多功能等。缺点： -噪音高和EMI-响应时间慢；-低调整率，etc。18，开关电源，2，开关电源和线性电源的优缺点比较，19，开关电源，3，开关电源和线性电源的一般指标比较，20，开关电源，4，开关电源，21，开关电源，开关电源噪音更大。控制性能更难优化。23，开关电源，反激操作波形，24，开关电源，单前向转换：应用和中等大功率应用；噪音小，控制性能优化容易。广泛使用。类型：共振复位；重置3个线圈；主动重置等，25，开关电源，正向运行波形波形，26，开关电源，非绝缘DC/DC转换器基本非绝缘转换器拓扑Buck转换器buck/boost转换器basiBuck转换器Cuk转换器Sepic转换器zeta转换器，27，开关电源，buck(转换器可以看作是低通电压斩波。2)输入电流为脉动，大纹波。输出电流连续，波长小。3)开关管必须在间歇性状态下工作，防止直接二极管接收过量的电流。29，开关电源，boost转换器，30，开关电源，boost电路的特征1)输入电流纹波小，输出电流纹波大。开关管，二极管电流总是波动的。电压过高，电流应力过大，容易损坏设备。2)在连续模式下，纹波电流随电感的增加而减小。(3)在boost电路中不能处于空载状态。否则，输出电压高，可能损坏电路中的设备。31，开关电源，buck boost转换器，32，开关电源，buck-boost电路的特征1)输出电压与输入电压相反。2)电压增益取决于d，可以加速或降低血压。3)输入和输出电流都是脉动的，为了减少电磁干扰，应用时需要添加过滤器，电路更复杂。4)由于大电流脉动，必须考虑开关的电压应力和二极管的电流应力。33，开关电源，7，AC/DC开关电源实例，34，开关电源，AC/DC开关电源实例(续)以上电路为输入电压范围宽度(92V-270V)，较小，简单电路主要用于笔记本电脑、手机充电器和其他低功耗设备。35，开关电源，8，DC/DC开关电源实例，36，开关电源，DC/DC开关电源实例(续)控制功能侧CNT(又称ON/OFF，Remote，enerting)为了使模块输出有效，分别对应于高和低级别的正负逻辑划分；输出调节功能(TRM):模块通常允许调整输出电压的10%，通过更改输出电压反馈回路的分压比来微调输出电压。通过TRIM端并联电阻改变反馈电路的分压值。根据误差放大器的输入电压采样值或参考电压值的调整方法，可以分为正负逻辑两种模式。输出线路压降补偿(Sense):电源的输出电压反馈采样通常在输出针上设计。用户主板上的负荷线长且负荷电流大时，导线上的压力降是不可避免的。业界已将采样端从输出针移动到负载端的sense Pin，以保持负载电压为设置。线路压降的分压，通过Vout和Sense间接设计了较小的电阻。验证Sense端电压是否与负载端电压相似。Rs比R1、R2小得多，通常Rs取10 。缺陷是，如果Vout接触不良，当负载电流通过Rs时，电阻Rs很容易燃烧。37，开关电源，9，非绝缘DC/DC开关电源实例，降压开关电源，38，开关电源，非绝缘DC/DC开关电源实例(续)以上我们部门单板最常用的降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压电路之一是TPS40071Q2是与上述降压拓扑电路中的二极管d相对应的同步整流开关。39，交换机电源，10，交换机电源介绍其他一般功能原始开/关(CNT)功能提供控制模块阻塞的逻辑功能原始过热保护(OTP)保护模块在一定温度范围内工作，自我保护原始修正协议(UVP)保护TRIM端(trim end)可防止在次侧电路发生故障时出错，从而防止在OVP(子载波保护)保护模块发生故障时损坏用户电路，根据客户的需要，模块的输出电压次侧输出电压补偿功能(SENSE)可以补偿客户端线路电压降，从而使用户电路侧的电压符合要求高开关频率高功率密度-开关模式操作高di/dt和dv/dt、电路的杂散参数、二极管的反向恢复等高辐射干扰、传导干扰-开关干扰传导干扰：通过输入输出滤波器减少； 辐射干扰：通过金属外壳的屏蔽、PCB的夹板等解决；41，开关电源，12，主要封装相应尺寸：(mm)1/4砖：57.936.812.7半砖：61.057.912.73/4砖：87.661.012.7全砖：16 . 816输出效率：硬币源模块效率越低，散热越严重。输出纹波： 50mV负载调整率：0.5%电压调整率：0.2%，43，电源技术发展趋势，1，输入功率因数修正技术降低电力电子设备中的电力污染IEC-1000-3-2标准主电路方案：-阶段1:阶段1 PFC和DC/DC，44，包括电源技术发展趋势，2，低压大功率密度DC/DC转换技术空载快速瞬态响应特性要求通信用DC/DC模块48V或24V输入5V，3.3V，2.5V，1.8V，1.8V 低压大功率密度DC/DC转换技术包括以超高速CPUdc/dc功率代表的两类电压调节模块(VRM):非绝缘VRM、隔离VRM输入：1v、24v、48v、输出33602.5v、2.0v、1.8v 负载：0Ato70A变更率333630 a/us(present)to 150 a/us(future)高输出调整特性，46，电源基本指标测试，1，输出电压准确度从额定输入电压和额定负载到输出电压计测量的输出电压计和正常额定值之间的轻微差异，此差异为比率Vo:输出直流电压，使用高精度和校准的直流电压计测量；Vo(一般):指定的标称输入电压。accuracy:准确度，47，电源基本指标测试，2，输入调整率(源效应)额定负载条件下，如果输入电压在规定范围内发生变化，则被测试电源的输出端也会相应地发生轻微变化。根据输入电压的不同，此输出电压的百分比称为输入调整比率。48，电源基本指标测试，3，负载调整率(负载效果)在额定输入电压条件下，在空载或最小负载下输出电压和满载输出电压之间的差异，以及在额定负载下输出电压的百分比。表征负荷变化对电源输出电压的影响。此变更以下列百分比表示：Vo:在额定负载下测量的输出电压Vo1:在没有负载的情况下测量的输出电压注意：许多交换机电源的功率为20%-100%。负载调节：负载调节率，49，电源基准指示器测试，4，输出纹波和噪声纹波和噪声是叠加在直流输出电压上的交流组件，电源上的波的频率约为2倍，即100Hz。噪音主要由PWM调节产生，一般电源的开关频率在100到200KHz之间，因此开关噪音的频率也在此范围内。非周期性随机出现的部分变成噪音。二次电源的纹波和噪音在电源上没有一定的规则，主要是由输出滤波器电容的充电和放电、PWM调节和干扰引起的。与电源开关频率相同的频率波动是纹波，高频杂波部分是噪声。50，电源基本指标测试，配置纹波和噪音：整流器纹波，约100Hz频率，由整流器整流产生；PWMfrequencyRIPPLE(交换机重排)，频率是交换机电源开关频率，开关管道打开和关闭时发生。开关噪声、开关噪声、开关管打开和关闭导致的电压峰值；噪波，通常是由后层级负载的变化引起的。纹波和