《开关电源概述》课件

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1、1.开关电源概述主要内容1.1线性稳压电源与开关稳压电源1.2降压型开关电源1.3升压型开关电源1.4极性反转型开关电源1.5开关电源中的控制、驱动和保护电路1.6开关电源中的器件1.7开关电源中的材料1.1线性稳压电源与开关稳压电源1.1.1线性稳压电源图1-1线性稳压电源原理图1.1.2开关稳压电源图1-2开关稳压电源原理图1.1线性稳压电源与开关稳压电源①逆变器②直流变换器1.开关稳压电源的结构1.1.2开关稳压电源1.1线性稳压电源与开关稳压电源2.开关稳压电源的优点(1)功耗小，转换效率高(2)体积小，重量轻(3)稳压范围宽，线性调整率高(4)滤波电容小(5)电路

2、形式灵活多样3.开关稳压电源的缺点(1)存在较严重的开关噪声和干扰(2)电路复杂，不便于维修(3)成本高，可靠性低1.1.3开关稳压电源的发展1.1线性稳压电源与开关稳压电源1.20世纪50年代：美国宇航局用于搭载火箭2.20世纪80年代：计算机全面实现开关电源化3.20世纪90年代：电子电器、家电广泛应用发展史：1.1.3开关稳压电源的发展1.1线性稳压电源与开关稳压电源1.小型化、薄型化、轻量化、高频化发展趋势：2.高可靠性、集成化3.低噪声，采用谐振回路技术4.提高电磁兼容性(EMC)5.提高智能化程度1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源1.按

3、激励方式分类(1)他激式开关电源(2)自激式开关电源图1-3按激励方式划分(b)自激式开关稳压电源电路1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源2.按调制方式分类(1)脉宽调制型开关电源(2)脉频调制型开关电源(3)混合型开关电源1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源3.按功率开关管的类型分类(1)晶体管型开关电源(2)晶闸管型开关电源(3)MOSFET型开关电源(4)IGBT型开关电源图1-4按功率开关管的类型分类(1)串联型：储能电感和负载相串联①V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL向电容C充电。②V截止时，L中的电

4、流不能突变，产生左负右正的自感电动势，VD导通，续流电流iZ向电容C充电，将L中的磁能转换为电容C中的电能。◆总之，调整管V导通期间，L储存磁能，并给电容C充电，同时向负载供电；调整管V截止期间，L释放磁能，转变为C的电能，同时向负载供电。1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源4.按储能电感的连接方式分类串联型　并联型　并联独立输出型(2)、并联型：储能电感和负载相并联①V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL，L储能。②V截止时，L中的电流不能突变，产生上负下正的自感电动势，VD导通，续流电流iZ向电容C充电，将L中的磁能转换为电容C中

5、的电能。◆总之，调整管V导通期间，L储存磁能，负载由电容C供电；调整管V截止期间，L释放磁能，转变为C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2UI，为串联型的两倍。1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源4.按储能电感的连接方式分类(3)并联独立输出型：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）＊应用最多的一种电路形式＊三极管V可使用功率场效应管＊脉冲调宽、脉冲发生及误差信号的产生等可集成化例如TOP221TOP2271.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源4.按储能电

6、感的连接方式分类1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源3.按功率开关管的连接方式分类(1)单端正激式(2)单端反激式(3)推挽式(4)半桥式图1-6按功率开关管的连接方式分类(a)(b)(5)全桥式(1)单端正激式(2)单端反激式1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源3.按功率开关管的连接方式分类(1)单端正激式(2)单端正激式(3)推挽式(4)全桥式图1-6按功率开关管的连接方式分类(c)(5)半桥式(3)推挽式1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源3.按功率开关管的连接方式分类(1)单端正激式(2)单端正

7、激式(3)推挽式(4)全桥式图1-6按功率开关管的连接方式分类(e)(5)半桥式(4)全桥式1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源3.按功率开关管的连接方式分类(1)单端正激式(2)单端正激式(3)推挽式(4)全桥式图1-6按功率开关管的连接方式分类(d)(5)半桥式(5)半桥式1.1.4开关稳压电源的种类1.1线性稳压电源与开关稳压电源＊6.按输入和输出电压的大小分类(1)升压式开关电源(2)降压式开关电源(3)输出极性反转式开关电源图1-7升压式开关电源1.1.4开关稳压电源的种类1.1线