直流电源 交流ppt课件.ppt

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1、直流电源知识交流2007.710/6/20211内容简介◆直流电源概述◆基础知识◆相控稳压电源◆高频开关电源◆电力直流系统◆电力专用逆变电源及UPS2概述直流稳压电源广泛地应用于通信、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防等领域，作为电子设备的能源供给者，处于非常重要的地位。直流电源的发展经历了从线性电源、相控电源到开关电源的发展历程。线性电源和相控电源存在效率低、体积大、1+1冗余投资大等不足之处。远远不能满足目前的电力工程发展需要，而以体积小、重量轻、效率高、输出纹波极低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出、N+1

2、冗余等为特点的高频开关电源正成为电源的主体，并向着高频小型化、高效率、高可靠性的方向发展。3整流电路一、单相半波整流电路基础知识uDioVDu1TrABRLuou2a电路图ωtπ4π3π2πOωtOuoωtOio=iDb波形图4由于整流二极管具有单向导电特性，因此，当u2为正半周时，A端电位高于B端电位，整流二极管VD正偏导通（忽略二极管正向导通压降）；而当u2为负半周时，B端的电位高于A端，整流二极管VD反偏截止，因而在u2的一个周期内，负载电阻RL的电压波形如图b所示。由于流过负载的电流和加在负载两端的电压只有半个周期的正弦

3、波，故称半波整流。输出平均电压：5iD1,3iD2,4VD4VD3VD2VD1Tru1u2abRLuoa桥式整流电路b波形图OOOiD1,iD3iD2,iD4iD1,iD3π4π3π2πωtu2ωtioωtuoD1D3导通D2D4导通D1D3导通D2D4导通iD2,iD4二、单相桥式整流电路输出平均电压：6三、三相桥式整流电路bacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d17u2ud1ud2u2LuduabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥuaucubwt1OwtOwt输出平均电压：8常

4、用元器件主要有电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOS管、IGBT、可控硅、高频变压器等。开关电源主要使用元器件9相控型稳压电源在由变压器和二极管组成的整流电路中，当输入交流电压确定时，直流输出电压也确定，如果需要改变直流输出电压，可以采用由晶闸管组成的可控整流电路。这种靠改变晶闸管的导通来控制整流器输出电压的，这种类型的电源称为相位控制型电源，简称相控电源。10相控型稳压电源单相半波可控整流电路直流输出电压平均值为：11相控型稳压电源单相桥式全控控整流电路直流输出电压平均值为：12相控型稳压电源三相桥式全控控整流电路直流输出电

5、压平均值为：13相控型稳压电源通过反馈控制电路，控制触发角的大小，可以实现输出电压控制相控电源工作在工频状态，频率低，所以变压器体积大，动态响应慢，电压纹波大，效率低14高频开关稳压电源相对于线性稳压电源而言，开关稳压电源指电压调整功能的器件以开关方式进行工作的一种直流稳压电源。主要指利用高频开关功率器件并通过交换技术而制成的高频开关稳压电源，简称开关电源（SwitchingPowerSupplies，缩写SPS）。因开关电源的功率变换器件工作在高频状态，从而大大减小了变压器的体积，电源具有体积小、重量轻，动态响应快、电压纹波小

6、的优点。已经逐步取代相控电源，成为电源的主选。开关电源按控制方式划分，大致可分为脉宽调制（PWM）开关电源，脉频（PFM）调制开关电源，混合调制（脉宽和脉频同时改变）开关电源等。当开关频率较低时，脉频调制（PFM）方式需要较大的隔离变压器和输入输出滤波器，为此，开关工作频率要足够高。全球范围内，脉宽调制（PWM）方式得到最广泛的应用。15高频开关稳压电源高频开关电源基本原理EMI滤波有源功率因数校正电路DC-DC变换电路高频变压器输出整流滤波电路输入电流采样驱动电路PWM逻辑控制电路输出电压采样外围四遥接口辅助电源交流输入直流输

7、出全桥整流16高频开关稳压电源EMI滤波电路EMI滤波电路，用来减小电网干扰对开关电源的影响，同时抑制电源模块产生的干扰噪声进入电网，影响其他电气设备运行。对于电源主要考虑传导噪声，主要采用滤波技术。滤波器有电阻滤波器、电感滤波器、电容滤波器以及放电器等。电源输入负载输出简单滤波器示意图17高频开关稳压电源全桥整流电路全桥整流电路将输入交流整流成脉动直流。有源功率因数校正电路高频开关电源一般采用电容滤波的方式，交流输入电压经整流后直接加在滤波电容两端，以得到较为平直的直流电压。整流器--电容滤波电路是一个非线性元件和储能元件的组

8、合，只有交流输入电压高于滤波电容两端电压时，滤波电容才开始充电，因此，虽然输入交流电压是正弦，但输入电流波形是宽度很窄的脉冲，这种脉冲状电流的谐波分量很大，输入总谐波失真可高达100%130%。18有源功率因数校正电路个人电脑PWM电源输入电流波形UinUoI