开关电源的基本知识介绍

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1、開關電源的基本知識介紹SPS---SwitchingPowerSupplyG.B.Ren---2003/3/17一.开关电源同线性电源比較二.開關電源的分類三.開關電源的原理介紹四.電腦電源的主要電性能參數指標五.電腦電源的EMC電磁兼容要求六.電腦電源的Safety安規要求七.Label/Marking八.Environmental簡介主要內容傳統的线性稳压电源現代的開關稳压電源優點電磁輻射和干擾會比較小,紋波小.瞬態響應較好﹐控制電路要簡單。其具有功耗小效率高(可達70~95%)，稳压范围宽

2、，可靠安全，體積小、重量輕、轉換效率高、自身發熱量小缺點承受過載﹑短路能力差﹑效率低(35~60%),體積龐大，不具有保護功能等特點電磁輻射和干擾會比較大,紋波比較大.瞬態響應較差﹐控制電路要複雜的多。調整管工作狀態調整管工作于放大區(損耗功率大﹐採用大功率調整管﹐及大的散熱器),連續控制的.调整管工作在截止区和饱和区,即开关狀態。它截止时，相当机械开关的断开，饱和时，相当于机械开关的闭合。變壓器工作頻率和材料市電的頻率固定在50Hz/60Hz上，採用矽鋼片做為變壓器的磁性材料，因此變壓器的轉換

3、效率低。提高工作頻率(達到數十KHz或數百KHz)來減少變壓器的體積和重量，採用鐵氧體做為變壓器的磁性材料。特點原因調整管損耗功率大,尤其是大功率的线性電源往往是重量重,體積大，不適合電腦工業化的輕便設計原則.調整管功耗小,机内温升低,輸出多路的低電壓大電流的直流電要具備各種保護功能。一.开关电源同线性电源比較穩壓電源的目的:提供穩定的低壓直流,即從市電110/220Vac3.3V/5V/12Vdc輸出電壓的穩定性由UZ和UBE的恆定性決定:UL=UZ-UBERC限制Q1的耗散功率:UCE=U0

4、-UL-IC*RC限制短路電流:ICmax=U0/RC線性電源Q1工作在放大區一.开关电源同线性电源比較DC-DC調整穩壓部分110/220Vac50Hz變壓整流濾波低壓直流DC-DC調整穩壓部分穩定低壓直流輸出線性电源簡單示意圖一.开关电源同线性电源比較开关电源簡單示意圖开关管PWM---PulseWidthModulation脈沖寬度調制取樣比較電路110/220Vac整流濾波高壓直流(300Vdc)DC-DC調整穩壓部分穩定低壓直流輸出100kHz變壓开关电源:開關晶體管

5、在截止和導通兩種轉換狀態下﹐通常只有很小的損耗功率。開關晶體管在轉換过程中產生的損耗功率最大。一.开关电源同线性电源比較开关管的关斷損耗开关管的开通損耗電壓波形電流波形一.开关电源同线性电源比較开关电源的新技術:軟開關技術--減小開關晶體管在轉換过程中產生的損耗功率。零電流开关零電壓开关零電流开关:1)在开关管開通時﹐使其電流保持在零﹐或限制電流上昇率﹔2)在开关管關斷前﹐使其電流減小到零零電壓开关:1)在开关管開通前﹐使其電壓下降到零﹔2)在开关管關斷時﹐使其電壓保持在零﹐或限制電壓上昇率分類

6、方法類別按激励方式划分他激式(開關器件控制信號由專門的控制電路產生)﹑自激式(借助于變換器本身的正反饋信號實現開關管自持週期性開關的變換器)按DC/DC變換器的工作方式划分隔離型:正激式(ForwardConverter)﹑反激式(FlybackConverter)﹑推挽式(Push-pullconverter)﹑半橋式(Half-bridgeconverter)﹑全橋式(Full-bridgeconverter)非隔離型:降壓式(BuckConverter)﹑升壓式(BoostConverte

7、r)﹑升降壓式(Buck/BoostConverter)﹑CukConverter﹑ZetaConverter﹑SepicConverter按控制信號的隔離方式划分採用變壓器的隔離方式﹑採用光電耦合的隔離方式按過流保護方式划分開關電流檢測方式﹑輸出電流檢測方式二.開關電源的分類PowerSupplyDevelopment電源供應器發展史PC機電源在286到早期的586是AT電源。AT電源共有四路輸出（+5V、-5V、+12V、-12V），另外還向主板提供一個P.G信號Intel在1997年推出的

8、ATX電源標準，它主要增加了3.3V和+5VSB兩路輸出電壓和一個PS-ON信號。利用+5VSB和PS-ON信號，就可以實現軟件關機、鍵盤開機、網絡遠程喚醒等功能。為了滿足大功率CPU的要求,ATX12V對CPU供電的4PIN+12V電壓提高至+12.8V(+/-12%)降低了MAINCONNECT的+12V電流強度.在ATX/ATX12V的電源的基礎上重新定義MainConnect的Pin腳由20Pin增加到24Pin，增加了對風扇的控制(FANCMD、FANOFF、FANSINK、3.3VR