开关电源基础知识讲义.ppt

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1、开关电源基础知识2009年02月培训简介培训目的：本次培训作为一个基础知识讲座，旨在使大家对开关电源的原理有一个基本认识，熟悉电源的指标和测试，以及了解电源的可靠性等知识。培训时间：1小时培训地点：目录1.开关电源基本原理1.1线性电源和开关电源比较1.2常用开关电源类别1.330W电源简介2.常用电气指标即测试方法2.1测试仪器要求2.7稳压精度2.13抗电强度2.2最大输入电流2.8输出纹波即杂音2.14绝缘阻抗2.3启动冲击电流2.9瞬态响应2.15效率2.4交调测试2.10开机延时2.16功率因素2.5电压调整率2.

2、11输出电压动态响应2.6负载调整率2.12保护电路3.电源可靠性1.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：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

3、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。1.1线性电源和开关电源比较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。1.2常用开关电源类别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

4、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。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。1.3开关电源简介下面我们用一个开关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1.330W电源简介输出整流滤

5、波功率变压器MOS管输入整流滤波输入防浪涌电流EMI滤波PWM控制IC1.330W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

6、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：根据电路的方式作用也不同，但有一点是共同的，即通过初次极的匝比变化，可以得到不同的输出电压。2.常用电气指标即测试方法2.1测试仪器要求所有测试设备（计量用）应具有足够的分辨率、准确度和稳定度，以保证误差极限不超过规定量值的2%。测量仪器的误差应符合GB6592。电压表、电流表的精度不低于0.5级。测量端被测电源的源电压输入端与被测电源的所有输出端为测量端。2.2最大输入电流指标定义：在允许的工

7、作条件下，电源可能达到的最大输入电流。测试条件a、电源工作电压为其输入电压范围的下限值。b、电源所带负载为最大负载条件。测试方框图测试方法a、先如图布置好测试电路。b、给电源提供最低的输入电压并给电源带上最大的负载，这都是在测试条件允许情况下的。c、读取交流或直流电流表的数值，此即为最大输入电流。被测电源最大负载交流或直流电流表SW供电电源2.3启动冲击电流指标定义：即为电源在输入开启的瞬间在输入线路上产生的最大瞬间电流。(由EMI电路引起的μs级电流不在考虑之内)测试条件a、电源输出满载。b、启动电流测试装置（或供电电源）

8、的输入电压为电源工作电压上限值，但测试装置的输入电压不应超过300Vac。c、电源应区分为热态（电源已满载工作5分钟以上）与冷态（电源已停止工作10分钟以上）。测试方框图供电电源启动电流测试工装数字示波器被测电源满载2.3启动冲击电流测试方法针对电源输入电压的高低而使用不同的测试工装，测试