开关电源基本知识培训讲议.ppt

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1、开关电源基本知识培训讲议本培训基于对开关电源具有常识性了解和一定程度电子、电路知识人员为对象。第一部分开关电路基本组成一、开关电源的电路组成大功率开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。大功率开关电源的电路组成方框图如下：二.输入电路的原理及常见电路1.AC输入整流滤波电路大功率开关电源防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3；F1、F2、F3、FDG1

2、组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。大功率开关电源输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当大功率开关电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作

3、。整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。2.DC输入滤波电路(PFC)原理：①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入大功率开关电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止大功率开关电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在系统起动的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值

4、时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在系统起动的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。三、功率变换电路1.大功率开关电源工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC38

5、42停止工作，开关管Q1立即关断。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量也就越多；当Q1截止时，变压器通过D1、D2、C3释放能量，同时也达到了磁场复位的目的，为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小，从而稳定了整机的输出电流和

6、电压。C4和R6为尖峰电压吸收回路。2.推挽式功率变换电路：Q1和Q2将轮流导通。3.有驱动变压器的功率变换电路：T2为驱动变压器，T1为开关变压器，TR1为电流环。四、输出整流滤波电路：1、大功率开关电源正激式整流电路：T1为开关变压器，其初极和次极的相位同相。D1为整流二极管，D2为续流二极管，R1、C1、R2、C2为削尖峰电路。L1为续流电感，C4、L2、C5组成π型滤波器。2.大功率开关电源反激式整流电路：T1为开关变压器，其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管，R1、C1为削尖峰电路。L1为续流电感，R2为假负载，C4、L2、C5组成π型滤波

7、器。3、大功率开关电源同步整流电路：工作原理：当变压器次级上端为正时，电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通，电路构成回路，Q2为整流管。Q1栅极由于处于反偏而截止。当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使Q1导通，Q1为续流管。Q2栅极由于处于反偏而截止。L2为续流电感，C6、L1、C7组成π型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。第二部分例4-16V,40A输出大功率开关电源电路设计摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。重点介绍了该电源的设计

8、思想，工作原理及特点。引言：在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15