《开关型稳压电源》课件.ppt

*****************课程目标了解基本原理掌握开关型稳压电源的工作原理，包括整流、滤波、调节、控制和反馈等环节。应用场景分析熟悉开关型稳压电源在电子设备中的应用场景，包括手机充电器、电脑电源、服务器电源等。设计与分析掌握开关型稳压电源的拓扑结构、设计方法和性能分析，并了解常见的故障诊断与维修。开关型稳压电源的基本原理1直流转换将交流电转换为直流电。2开关调节利用开关器件控制电压。3反馈控制维持输出电压稳定。开关型稳压电源利用开关器件来控制直流电压，通过反馈控制回路来维持输出电压的稳定。这与传统的线性稳压电源不同，线性稳压电源通过调整功率管的导通程度来控制电压，而开关型稳压电源通过控制开关器件的开通和关断时间来控制电压。开关型稳压电源的工作原理1开关转换将直流输入电压转换为高频方波信号，然后通过开关器件进行控制和转换。2能量存储通过电感和电容等储能元件，将能量存储并释放，实现电压的调节和稳定。3输出滤波将高频方波信号转换为直流输出电压，并滤除噪声，确保输出电压的平稳性。开关型稳压电源的优缺点优点开关型稳压电源效率高，体积小，重量轻，易于实现高电压和高电流输出。缺点开关型稳压电源的成本较高，存在电磁干扰问题，需要进行特殊的电磁兼容设计。开关型稳压电源的主要构成11.整流电路将交流电转换为直流电，为后续电路提供稳定的直流电压。22.滤波电路去除整流后的直流脉动，平滑电压波动，提高直流电压的稳定性。33.调节电路通过调节开关管的通断时间，控制输出电压的大小，以满足负载的需求。44.控制电路负责控制开关管的通断时间，实现电压调节功能，并保护电源电路。整流电路的工作原理整流电路是开关型稳压电源的重要组成部分，它将交流电转换为直流电。常见的整流方式有半波整流和全波整流。1交流电输入输入交流电2整流桥将交流电转换为脉动直流电3滤波电路滤除脉动成分，输出平滑直流电半波整流只利用交流电的半个周期进行整流，而全波整流则利用交流电的两个半周期进行整流，因此全波整流的输出直流电压更高，效率也更高。滤波电路的作用和实现降低纹波滤波电路主要用于降低开关型稳压电源输出电压中的纹波，提高电源输出电压的稳定性和纯净度。滤波类型常用的滤波电路包括LC滤波、RC滤波和π型滤波等，其选择取决于具体的应用场景和要求。实现方式滤波电路通常由电容、电感和电阻等元件组成，通过这些元件的组合来实现对信号的滤波。滤波效果滤波电路的设计需要根据负载的特性和电源的输出参数进行优化，才能达到理想的滤波效果。调节电路的作用和实现1调节电路的作用调节电路是开关稳压电源的核心部件，其主要作用是将来自整流滤波电路的直流电压进行调节，使其稳定在预定的输出电压值。2PWM脉冲宽度调制PWM技术通过改变脉冲宽度来控制输出电压，可以实现精确的电压调节，同时提高电源效率。3常见的调节电路常见的调节电路包括脉冲宽度调制(PWM)控制、线性调节、数字控制等，不同的调节电路具有不同的特性和应用场景。控制电路的作用和实现控制电路是开关型稳压电源的核心部分，负责控制开关管的导通和关断，实现电压的调节和稳定。1生成脉冲信号控制电路根据输入电压、输出电压和负载变化情况，产生不同的脉冲信号。2驱动开关管脉冲信号驱动开关管，控制其导通和关断，实现电压的调节。3保护电路控制电路还包含过压、过流、短路等保护电路，保证电源的安全运行。控制电路的实现方式主要有两种：模拟控制和数字控制。模拟控制电路结构简单，成本较低，但精度和灵活性相对较差。数字控制电路精度高，灵活性强，可实现更复杂的功能，但成本较高。反馈电路的作用和实现反馈电路在开关型稳压电源中起着至关重要的作用。1稳定输出电压通过检测输出电压，并将信号反馈给控制电路，自动调节开关频率和占空比，以维持稳定的输出电压。2提高效率反馈电路可以根据负载变化及时调整工作状态，减少能量损耗，提高电源效率。3增强可靠性反馈电路可以及时检测输出电压异常，并采取措施进行保护，提高电源的可靠性。反馈电路一般采用负反馈的方式，即通过检测输出电压与参考电压的偏差，来调节开关管的导通时间，从而实现输出电压的稳定。开关型稳压电源的拓扑结构拓扑结构是指开关型稳压电源内部电路的基本连接方式，它决定了电源的工作原理、性能指标和应用范围。常见的拓扑结构有降压型、升压型、升降压型、反激型、正激型、桥式等，每种拓扑结构都有其独特的优缺点和适用场景。降压型开关电源的工作原理开关管开关管周期性开闭，控制电流流入负载。电感电感储存能量，在开关管关闭