开关电源（一）课件讲解

铁道信号自动控制专业教学资源库《铁路信号电源设备维护》德修身技立业铁道信号自动控制专业教学资源库开关电源基本原理德修身技立业开关电源基本原理1.1线性电源和开关电源比较

线性电源一般用工频变压器将市电高压交流电转换为低压交流电，再经整流滤波成为一个直流电压，然后利用有源器件导通电阻的可变性将这个直流电压降至设定的输出电压。下图为一个简单的线性串联稳压电路：开关电源基本原理1.1线性电源和开关电源比较随着电子元件和磁性元件的发展，越来越多的电子设备使用了开关电源。因为开关电源有相比线性电源1000倍以上的开关频率，因而在重量、体积、效率等方面具有明显的优势。开关电源的使用越来越广泛，如邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、医疗设备、家用电器等都越来越多的应用了开关电源。开关电源基本原理开关电源基本原理1.2常用开关电源类别目前开关电源广泛采用的是PWM脉宽调制方式，即功率开关管的开关频率固定，通过调整开关管的导通、截止时间来达到稳定输出电压的目的。PWM开关电源可以实现AC-DC、DC-DC、DC-AC等升降压变换，根据电路拓扑的方式又基本可分为反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式等等，还有一些从这些基本拓扑演变出来的其他方式。开关电源基本原理1.2常用开关电源类别1.反激式主要应用于小功率电源（100W以下）变压器主要作用为电压变换和储能。2.正激式用于中大功率电源（500W）左右，变压器作为电压变换，输出有一个储能电感，开关管截止时释放能量。图二位双关正激的电路，功率可做得更大一些。开关电源基本原理1.2常用开关电源类别3.半桥电路可做大功率电源，输入开关管电压应力较低，输出全波整流效率高。开关电源基本原理1.2常用开关电源类别目前开关电源广泛采用的是PWM脉宽调制方式，即功率开关管的开关频率固定，通过调整开关管的导通、截止时间来达到稳定输出电压的目的。PWM开关电源可以实现AC-DC、DC-DC、DC-AC等升降压变换，根据电路拓扑的方式又基本可分为反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式等等，还有一些从这些基本拓扑演变出来的其他方式。开关电源基本原理1.3开关电源简介下面我们用一个500W电源来介绍开关电源的各个组成部分及功能：EMI电路PFC防浪涌电路整流滤波AC-DC变换PWM控制器输入过欠压保护整流滤波输出稳压控制输出过流保护DC-DC变换PWM控制输出过流保护输出过压保护输入告警开关电源基本原理1.330W电源简介开关电源基本原理1.330W电源简介EMI电路:

电源工作时，电源的功率开关管、变压器处于高频的开关状态，电压、电流的快速跳变会产生很干扰噪音，而EMI电路主要是阻止这些干扰噪声串入电网影响其它的电子设备，也能防止一部分电网的干扰噪音进入电源造成干扰。防浪涌电路：

开机瞬间，输入交流经整流后给滤波电容充电，这时的充电电流非常大，容易造成整流桥、输入保险丝的损坏，通过输入串接电阻，防止输入瞬间点流过大，保护整流桥、保险丝等器件。PWM控制：由PWM控制芯片及外围电路组成，IC自身产生固定的开关频率，驱动功率开关管，根据输出反馈的信号，控制功率开关管的导通和截止时间，达到使输出稳压的目的。功率(开关)变压器：