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文档简介
1、开关电源基础知识:沈力2018.12.14,目录,一,概况二,开关电源工作原理三,开关电源主要参数四,开关电源常用拓扑五,开关电源的应用,一,概况, 电源定义是一种利用电力转换技术,通过一次电路将商用或电池电转换为适合各种用电对象的二次电力的装置,利用电子电路反馈技术实现输出电压的稳定。 把交流稳定电源和直流稳定电源或商用频率电源和高频电源分开。 开关电源是对线性电源描述的1、线性电源的概念。 线性电源通过变压器降低交流电力的电压振幅,用整流电路整流得到脉冲直流电力,通过滤波电路得到具有微小波动的直流电压。 为了得到高精度的直流电压,必须通过稳定电路稳定。 2、开关电源的概念:通过电路控制电子
2、开关元件的接通和断开,对电子开关管输入的电压进行脉冲调制,实现DC/AC、DC/DC电压转换。 在输入端开始将交流电力整流为直流电力,通过高频振荡电路的作用,通过开关管控制电流的接通断开,变换为高频的交流电力,供给变压器,输出稳定的低压直流电压。 变压器的核与其工作频率的平方成反比,频率越高,核就越小。 增大频率可以大幅度减小变压器的体积,电源整体的体积和重量变小。3、开关电源与线性电源的比较、2、开关电源的工作原理、工作原理交流电源输入通过整流滤波得到直流电力。 也被称为通过高频PWM信号控制开关管,将直流电力转换为高频交流电力的逆变器电路。 加在变压器的一次上。 在变压器的副边耦合高频交流
3、,整流滤波成为直流。 输出部分的电压经由一定的反馈电路被提供给控制电路,控制PWM波的占空比,形成闭环电路,实现了稳定输出的目的。 特征开关电源的特征是体积小、重量轻、功耗小、效率高、稳定范围宽、电路应用形式多种多样。1、开关电源框图2 .开关电源的分类按驱动方式分类:自激式开关电源和他激式开关电源按拓扑分类:绝缘式开关电源和非绝缘式开关电源按控制方式分类:脉冲宽度调制器(驱动波为方形PFM和脉冲调频调幅式三种谐振式变换器(驱动波为正弦波):ZCS、ZVS两种按变换方式分类: a、AC/DC: (整流电源)单相半波整流电路单相全波整流电路单相桥整流电路倍电压整流电路三相半波控制整流电路三相桥全
4、控制整流电路, DC: (斩波电源) BUCK电路:降压斩波电路,输入输出极性相同,升压电路:升压斩波电路输入输出极性相同,BUCK-BOOST电路:升压斩波电路,输入输出极性相反,电感传输,CUK电路:升压斩波电路,输入输出极性电容传输启动方式分类:软开关启动和硬开关启动,三,开关电源的主要参数:四,电网电压调整率在额定负载范围内,输入电压在容许电压范围内变化,引起输出电压的变化量和输出额定电压的比率,即稳定电源输出电压的相对变化量。 5 .负载调整率在规定的源极电压范围内,负载电流从无负载变为满载。 输出电压的变化量和输出额定电压的百分率称为负载调整率,即输出电压的最大相对变化量。 6、脉
5、动系数是在额定负载电流下输出脉动电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比7,响应时间负载电流急剧变化时,调节器的输出电压开始变化到新的稳定值时的调整时间。 8 .启动冲击电流的输入电压以规定的时间间隔接通和断开,输入电流达到稳定状态之前通过的最大瞬间电流。、9、输出过冲电源启动后,输出电压上升到某个电压值V1,通过电源的反馈电路调整到稳定的输出电压值V0时,输出过冲变为(V1-V0)/V0100%。 同样,电源关闭时会发生输出不足。 10 .保持时间开关电源从输入切断电源到其输出电压降低到稳定值外(一般为输出电压下限)为止的时间。 普通PS级。 11 .电气保护输入过电压、欠电压保护、输出过
6、电压、欠电压保护、输出过电流保护、输出短路保护、雷击浪涌、电池逆连接保护。 12、EMI (电磁干扰)电源工作时,电路中的开关管、变压器处于高频开关状态,电压电流急速跳跃时会产生大的噪声。 EMI电路主要阻止这些干扰噪声侵入电网影响其他电子设备,防止部分电网干扰噪声侵入电网引起干扰。四、开关电源常用拓扑,1、BUCK电路的主要原件由可控开关管、回流二极管、电感、电容器、负载组成。 出入极性相同。2,升压电路的主要原件由可控制的开关管、续流二极管、电感、电容器、负载构成。 输入输出极性相同,开关管与负载并联。 、3、BUCK-BOOST电路的主要原件由可控的开关管、回流二极管、电感、电容器、负载组成。 出入极性相反。4,CUK电路的主要原件由可控制的开关管、回流二极管、电感、电容器、负载构成。 出入极性相反。五、开关电源的应用,1、发展方向在目前的高科技领域,开关电源面向高频,小而薄,高效低功耗,低噪声,模块化。 基础技术领域要求新的器件、新的技术、新的材料和新的方法。 2、应用领域的电力系统的应用、工业应用、焊接和切断、数控机床、冶金工业、电解铝等。 在交通运输中,海陆空运输电源的动力不能
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