开关电源设计培训教程

开关电源讲稿开关电源的电路结构有多种，分类方式也有多种，作如下说明：1．按驱动方式分有自激式和他激式。

2．按DC-DC 变换器的工作方式分（1）、隔离式有通/通方式、通/断方式、中心抽头方式、半桥和全桥方式、谐振方式。

（2）、非隔离式有降压型（●）、升压型（●）、极性反转型、开关电容型以及谐振型。

3．按控制方式分（1）、脉宽控制方式有自激式和他激式。

（2）、磁放大器的混合控制方式有电压控制、电流控制。

（3）、脉宽控制与磁放大器的混合控制方式。

4．按控制信号的隔离方式分（1）、光电耦合的隔离方式（●）。

（2）、变压器的隔离方式。

（3）、电压/频率变换、频率/电压变换、用变压器隔离控制信号的方式。

（4）、磁放大器的隔离方式。

5．按过流保护方式分（1）、输出电流检测方式（2）、开关电流检测方式以上这些方式的组合可构成多种方式的开关电源，今天我们主要介绍上面带黑点的三个项目，这也是最常见的开关电源类型。

一、降压型变换器低压型开关电源一般也称为DC-DC 变换器，它属于非隔离式开关电源。

在许多家电电器中有广泛的应用，比如象便携式CD 、VCD 、MP3，笔记本电脑等1．为了便于讲解降压型DC-DC 变换器，首先介绍降压型DC-DC 变换器的等效模型，如图（1）所示：开关导通时，加在电感L 两端的电压为O I V V -，这期间电感L 由电压O I V V -励磁，电感存储能量，磁通量增加量为on O I on t V V *-=∆Φ)(……………………①开关断开时，由于电感电流连续，二极管为导通状态。

输出电压O V 与开关导通时方向相反加到电感L 上。

这期间电感L 消磁，电感释放能量，磁通量减少量为off O off t V *=∆Φ……………………………②稳态时，电感L 中磁通量增加量与减少量相等，即off on ∆Φ=∆Φ，因此，上述①、②式联立可得：D V t t t V V I off on on I O *=+*=，其中D 是占空比1≤+=offon on t t t D ——显然这种结构形式的DC-DC 变换器输出的电压只会小于或等于输入的电压，因此它属于降压型变换器。

开关电源培训讲义漆逢吉第一章不间断直流电源供电系统概述DC图1—1 不间断直流电源供电系统框图（一）系统框图开关电源设备中包含交流配电部分、整流器、直流配电部分和控制器，它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统，如图1—1所示。

交流配电：防雷，并对交流电源进行分配、控制、检测和保护等，主电路原理图参看设备使用说明书。

输入交流应采用三相五线制。

在这种制式中，工作地线（零线）与保护地线必须严格分开。

交流导线的截面积，一般按发热条件来选择。

铜芯绝缘导线的线芯截面积，可按4A/mm2来选取。

绝缘导线的线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。

机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。

保护接地的接地线应采用多股铜芯绝缘导线。

其线芯截面积的选取原则是：相线截面积S≤35mm2时，采用16mm2；相线截面积S>35mm2时，选用≥S/2。

整流器：把交流电变成所需直流电。

现在一般都采用高频开关整流器。

高频开关整流器采用无工频变压器整流、功率因数校正电路和脉宽调制高频开关电源技术，具有小型、轻量、高效率、高功率因数、高可靠性以及智能化程度高、可以远程监控、无人值守或少人值守等优点，因此得到了广泛应用。

通信用高频开关整流器为模块化结构。

在一个高频开关电源系统中，通常是若干高频开关整流器模块并联输出，输出电压自动稳定，各整流模块的输出电流通过均流电路实现自动均衡。

直流配电：连接整流器的输出端、蓄电池组和负载，构成浮充供电的不间断直流电源系统。

它对输出直流进行分配、控制、检测和保护等。

其主电路原理图如后面的图2—1所示。

直流馈电线的截面积，按允许电压降来选择。

根据欧姆定律，可按下式计算ILS≥（1—1）ΔUν式中S—导体截面积（mm2）；I—流过导线的电流（A）；L—导线长度（m）；ΔU—导线上的允许压降（V）；ν—导体的电导率（m/Ω·mm2）,铜为57,铝为34，是电阻率的倒数。

开关电源设计详细培训开关电源是一种将输入电源以高效率转换为输出电源的电子设备。

由于其高效率、小体积和稳定性强等特点，开关电源在各个领域中得到广泛应用。

下面将详细介绍开关电源的设计培训。

首先，开关电源设计的第一步是明确需求。

根据实际应用场景和要求，确定输出电压、输出电流、输入电压范围等基本参数。

同时，还需考虑一些特殊需求，如过载保护、过压保护和短路保护等。

其次，根据需求参数，选择合适的拓扑结构。

开关电源的拓扑结构有多种，如降压型、升压型、降升压型等。

根据应用需求和电源性能要求，选择合适的拓扑结构，进行后续设计。

第三步是选择合适的开关元件和辅助元件。

在开关电源设计中，开关元件起到关键作用，常用的有MOSFET和IGBT。

选择合适的开关元件需要考虑其导通电阻、开通速度和损耗等因素。

同时，还需选择合适的电感、电容和变压器等辅助元件来完成电流转换和滤波。

第四步是进行稳压控制的设计。

稳压控制是开关电源设计的核心内容，常用的控制方式有脉宽调制（PWM）和电流模式控制（CM）。

在设计中，需要考虑稳定性、响应速度和负载适应性等因素，选择合适的控制方式，并进行参数调整。

第五步是进行过载保护和过压保护的设计。

在实际应用中，开关电源常常会面临过载和过压的情况，设计过载保护和过压保护电路是必要的。

过载保护常用的方式有电流限制和电流折半等，过压保护常用的方式有过压关断和过压旁路等。

第六步是消除电磁干扰。

开关电源在工作过程中会产生大量的电磁干扰，对其他电子设备造成干扰。

为了消除电磁干扰，需要采取电磁屏蔽措施，如合理布局线路、加装滤波电路和设置屏蔽罩等。

最后，进行测试和调整。

在设计完成后，需要进行电路的测试和调整，确保电源的性能满足设计要求。

常用的测试项目有输出电压稳定性、负载调整响应和效率等。

总结起来，开关电源设计需要明确需求、选择合适的拓扑结构、选择合适的开关元件和辅助元件、进行稳压控制的设计、进行过载保护和过压保护的设计、消除电磁干扰以及测试和调整等步骤。