《开关电源预备知识》PPT课件.ppt
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1、开关电源预备知识开关电源预备知识2模拟电子技术基础:开关稳压电源模拟电子技术基础:开关稳压电源复习:复习:串联型稳压电源串联型稳压电源串联型稳压电源串联型稳压电源调整管工作在放大区调整管工作在放大区开关稳压电源开关稳压电源开关稳压电源基本原理开关稳压电源基本原理调整器件调整器件储能电路储能电路取取样样基基准准电电压压方方波波发发生生比较比较脉冲调宽脉冲调宽UIUORL一、组成:一、组成:调整管工作在开关状态调整管工作在开关状态二、工作原理:二、工作原理:(调宽式)(调宽式)1 1、输入和输出之间接开关调整管和储能电路。调整管周期性开、关,输入和输出之间接开关调整管和储能电路。调整管周期性开、关
2、,将能量输入储能电路,经均衡滤波后成为电压输出,输出电压的大将能量输入储能电路,经均衡滤波后成为电压输出,输出电压的大 小,取决于调整管开关时间的长短。小,取决于调整管开关时间的长短。2 2、调整管的开关状态受脉冲电压的控制,脉冲电压则由方波发生电路调整管的开关状态受脉冲电压的控制,脉冲电压则由方波发生电路 产生,并经脉冲调宽电路调制后得到。产生,并经脉冲调宽电路调制后得到。3 3、取样比较电路将一部分输出电压和基准电压进行比较,当输出电压取样比较电路将一部分输出电压和基准电压进行比较,当输出电压 偏离正常值时,输出误差信号,对开关脉冲宽度进行调制。偏离正常值时,输出误差信号,对开关脉冲宽度进
3、行调制。123例如:输出电压升高,脉宽变窄(即占空比例如:输出电压升高,脉宽变窄(即占空比D减小),调整管开启减小),调整管开启时间缩短,输入储能电路的能量减小,输出电压降低。时间缩短,输入储能电路的能量减小,输出电压降低。反之亦然。反之亦然。三、一个具体的开关三、一个具体的开关稳压电源工作原理:稳压电源工作原理:储能电路:储能电路:即续流滤波电路即续流滤波电路储能电路组成:储能电路组成:续流二极管续流二极管储能电感储能电感储能滤波电容储能滤波电容四、储能电路:四、储能电路:1、串联型:储能电感串联型:储能电感 和负载相串联和负载相串联、V V饱和导通时,饱和导通时,VDVD截止,截止,U U
4、I I经经V V在在L L中产生电流中产生电流iL向电容向电容C充电。充电。、V V截止截止时,时,L L中的电流不能突变,产生左负中的电流不能突变,产生左负右正右正 的自感电动的自感电动势,势,VDVD导通,续流电流导通,续流电流 iZ 向电容向电容C充电充电,将,将L L中的磁能转换为电中的磁能转换为电 容容C C中的电能中的电能。总之,调整管总之,调整管V导通期间,导通期间,L储存磁能,并给电容储存磁能,并给电容C充电,同时向负载供电;充电,同时向负载供电;调整管调整管V截止期间,截止期间,L释放磁能,转变为释放磁能,转变为C的电能,同时向负载供电。的电能,同时向负载供电。根据储能电感的
5、连接方式可分为:根据储能电感的连接方式可分为:串联型并联型并联独立输出型串联型并联型并联独立输出型2、并、并联型:储能电感联型:储能电感 和负载相并联和负载相并联、V V饱和导通时,饱和导通时,VDVD截止,截止,U UI I经经V V在在L L中产生电流中产生电流iL,L储能。储能。、V V截止截止时,时,L L中的电流不能突变,产生上负中的电流不能突变,产生上负下下正正 的自感电动的自感电动势,势,VDVD导通,续流电流导通,续流电流iZ 向电容向电容C充电充电,将,将L L中的磁能转换为电中的磁能转换为电 容容C C中的电能中的电能。总之,调整总之,调整管管V导通期间,导通期间,L储存磁
6、能,负载由电容储存磁能,负载由电容C供电;供电;调整管调整管V截止期间,截止期间,L释放磁能,转变为释放磁能,转变为C的电能,同时向负载供电。的电能,同时向负载供电。并联型电路中,调整管承受的反峰电压为并联型电路中,调整管承受的反峰电压为2UI,为串联型的两倍。,为串联型的两倍。3、并、并联独立输出型:通过续流电感的电磁耦合,实现隔离输出。联独立输出型:通过续流电感的电磁耦合,实现隔离输出。(电源输入端不使用变压器、实现多种电压输出)(电源输入端不使用变压器、实现多种电压输出)应用最多的一种电路形式应用最多的一种电路形式三极管三极管V可使用功率场效应管可使用功率场效应管脉冲调宽、脉冲发生及误差
7、信号的产生等可集成化例如脉冲调宽、脉冲发生及误差信号的产生等可集成化例如TOP221 TOP227三端单片开关三端单片开关 集成稳压器及其应用集成稳压器及其应用一、一、TOPSwitch简介:简介:(TOP221 TOP227)二、二、TOPSwitch工作原理:工作原理:详见详见 216三端器件三端器件DIP8或或SMT8封装封装三、三、TOPSwitch的应用电路:的应用电路:并联独立输出型并联独立输出型详见详见 217工作原理说明:工作原理说明:1、单激型反激式开关电源:开关管导通时储能,开关管截止时,储能释放给负载。单激型反激式开关电源:开关管导通时储能,开关管截止时,储能释放给负载。
8、开关管和脉宽调制采用三端单片集成稳压器开关管和脉宽调制采用三端单片集成稳压器TOP221P,当当221P内开关功率管导内开关功率管导 通时,通时,N1上产生上正下负电压,上产生上正下负电压,N1储存能量。开关功率管截止时,储存能量。开关功率管截止时,N1上产上产 生上生上 负下正电压,负下正电压,N2产生上正下负电压,产生上正下负电压,VD2导通,导通,经经C2、L、C3滤波后提滤波后提 供供5V 输出电压。输出电压。UO1UZUF(LED正向压降)正向压降)2、N3上感应的交流电压经上感应的交流电压经VD3整流、整流、C4滤波,获滤波,获12V电压为电压为IC2中的光中的光 电三极管供电。电
9、三极管供电。稳压原理:稳压原理:例例UO1IF(LED正向电流)正向电流)IC(IC1 控制电流控制电流)D(占空比)(占空比)UO13、保护电路:、保护电路:R3、C1和和VD14、自动启动时间控制:、自动启动时间控制:C5另一种并联独立输出型开关电源另一种并联独立输出型开关电源开关由一个开关由一个功率场效应管功率场效应管构成(兼脉冲发生),也称为单激型。构成(兼脉冲发生),也称为单激型。脉宽调制等由集成电路脉宽调制等由集成电路 c3842 完成完成。开关管导通时储能,开关截止时,储能释放给负载,称为单激型反激式。开关管导通时储能,开关截止时,储能释放给负载,称为单激型反激式。开关管导通时间
10、长,传输电能多,变压器次级绕组输出电压高、电流大。开关管导通时间长,传输电能多,变压器次级绕组输出电压高、电流大。用用PWM控制功率开关管,控制功率开关管,就可以改变次级绕组输出的电压和电流,同时,就可以改变次级绕组输出的电压和电流,同时,使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。单激型反激式电路结构及工作原理:单激型反激式电路结构及工作原理:D1:续流二极管:续流二极管C:滤波电容滤波电容 V导通时,电流导通时,电流I通过通过L1,电流逐渐增加,产生变化磁场,电流逐渐增加,产生变化磁场,L1中自感电动中自感电动势上正下负,在次级绕组势上正下负,在次级
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