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开关电源基础知识培训资料
开关电源基础知识培训资料
工程技术研发中心 何爱平 2010.5.12
目录
一、开关电源的基本概念
二、开关电源最常用的三种拓朴电路
三、典型反激式开关电源的电路分析
四、开关的电源的工程设计
五、开关电源常见的故障分析
六、有关开关电源的概念问题
七、开关电源的发展方向
2012-9-14

开关电源的基本概念1--什么是开关电源
z
什
么
是开关
电
源
?
什 是开关 源
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维
持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC
和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增
加而增长
,
但二者增长速率各异
。
线性电源成本在某
一
输出功率点上
,
反而高
加而增长
,
但二者增长速率各异
。
线性电源成本在某 输出功率点上
,
反而高
于开关电源,这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得
开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这
为开关电源提供了广阔的发展空间。
开关电源中应用的电力电子器件主要为
快速恢复二极管
、
肖特基二极管
和
开关电源中应用的电力电子器件主要为
快速恢复二极管
、
肖特基二极管
和
MOSFET,SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用。
z 开关电源的三大特征
1、开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态;
2
高频
电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
2
、
高频
:
电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
;
3、直流:开关电源输出的是直流而不是交流
。
z 开关电源的种类
分类方法多种多样
分为
AC/DC
和
DC/DC
两大类
DC/DC
变换器现已实
分类方法多种多样
。
分为
AC/DC
和
DC/DC
两大类
,
DC/DC
变换器现已实
现模块化,且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化,并已得到
用户的认可。但AC/DC的模块化,因其自身的特性使得在模块化的进程中,
遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。又可分为离线式非离线式,反激式、
正激式
半桥式全桥式
Adaptor/
内置式开关电源
open open frame
等
正激式
、
半桥式全桥式
,
Adaptor/
内置式开关电源
open
open
frame
等
。
z 我们公司常用的是AC/DC开关电源,都是离线反激式,2W~120W,有Adapter也有
内置式。都由以下几部分组成:输入滤波器、整流、逆变器、输出整流器及输出滤
波电路,控制电路保护电路等。
2012-9-14

开关电源基本概念
2
--
线性电源
PK
开关电源
开关电源基本概念
2
--
线性电源
PK
开关电源
z 线性电源:
优点
:
线性电源将交流电先经工频变压器变压
、
再整流滤波
,
线性调
优点
:
线性电源将交流电先经工频变压器变压
、
再整流滤波
,
线性调
整电路使输出稳定度很高、纹波很小,基本无干扰及噪声,技术成熟,
在一定功率范围内有成本优势;
缺点:调整管工作在线性状态,调整管上的压差,导致损耗大,效率
低
很难满足能效指令
体积大笨重
当电 功率达到
低
,35~60%,
很难满足能效指令
;
体积大笨重
;
当电
源
功率达到
一
定程度(10~15W)时,其与开关电源相比已无成本优势;输入电压
范围受限,只能用在降压条件下。
开关电源
:
z
开关电源
:
优点:体积小重量轻(线性电源的20~30%);效率高70~95%,易满足
各国的能效要求;输入输出电压范围宽,模块化。
缺点
电路复杂
开发
制程难度较大
由于工作在高频
缺点
:
电路复杂
、
开发
、
制程难度较大
,
由于工作在高频
(50K~300K),干扰大、EMC难解决。
总而言之
开关电源正逐渐取代线性电源
应用领域越来越广泛
总而言之
,
开关电源正逐渐取代线性电源
,
应用领域越来越广泛
。
2012-9-14

开关电源基本概念
3--主
要技术指标
开关电源基本概念
要技术指标
¾ 输入要求;
1、输入电压范围,2、输入电压频率,3、额定输入电流,4、输入电压跌落
及瞬间停电,5、浪涌冲击电流,6、静态功耗效率,能效标准,7、输入单
相或三相制,单相分两线制或三线制(classⅠ,classⅡ),8、保险管。
¾ 输出要求:
1、额定输出电压,2、额定输出电流,3、稳压精度:电压调整率,负载调整
率,纹波及噪声;4、瞬态特性:启动时间,保持时间,输出电压的上升时间、
下降时间、过冲、欠冲。
保护功能及附属功能
¾
保护功能及附属功能
:
1、OCP,OVP,OTP,欠压保护,限功率;
2、 绝缘电阻、绝缘电压、漏电流。
结构 求
¾
结构
要
求
:
1、外形尺寸,2、外包装,3、安装条件,4、冷却方式,5、接口方式,6、
重量,7、名牌。
安规标准及
标准
¾
安规标准及
EMC
标准
:
1、认证标志,3C,UL,GS,PSE,2、EMI测试标准。
¾ 使用环境条件:温度,湿度,耐震动冲击
2012-9-14
¾ 寿命:。MTBF,MIL-STD-217F,XXXX小时

开关电源基本概念4—专业术语
开关电源
SMPS-switch mode power supply
开关电源
PCB-Print circuit board 印刷电路板
PFC-
p
ower factor correction
功率因素校正
p
功率因素校正
PWM-Pulse width modulation 脉宽调制
FET- Field effect transistor 场效应管
MTBF
Mtibt fil
平均无故障时间
MTBF
-
M
ean
ti
me
b
e
t
ween
f
a
il
ure
平均无故障时间
NTC-Negative temperature coefficient 负温度系数
SOA- Safe operating area 安全工作区
UVLO-under voltage lockout 欠压锁定
OCP-Over current protection 过流保护
OVP
Over voltage protection
过压保护
OVP
-
Over
voltage
protection
过压保护
OTP-Over temperature protection 过温保护
Irms. Iavg, Ir, Ip 电流的 有效值,平均值,纹波值,峰值
EMC=EMI+EMS,电磁兼容
RFI-Radio frequency interference 射频干扰100KHZ~300GHZ
ROHS
-
Restriction of hazardous substance
2012-9-14
ROHS
Restriction
of
hazardous
substance
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