开关电源入门基本知识
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开关电源学习介绍开关电源是一种转换电压类型和/或电流大小的电源,其工作原理是通过使用开关管和其他电子元件来实现定期切换电源输入和输出的方式。
相较于传统的线性电源,开关电源具有高效率、小体积、轻重量等优点,在现代电子设备中应用广泛。
接下来将介绍开关电源的基本原理、工作方式、应用领域以及相关的学习内容。
一、开关电源的基本原理:开关电源的工作原理是利用了开关管的开关特性,通过改变电源输入电压形式和周期,来实现变换输出电压类型和/或电流大小。
开关管将输出电流连续地开关导通和截断,通过调制开关周期和占空比来控制输出电压和电流。
二、开关电源的工作方式:开关电源工作原理分为两种方式,分别为单端工作和双端工作。
单端工作方式是通过一段纯电感元件和一个存储元件来实现,而双端工作方式则需要两段纯电感元件和两个存储元件。
三、开关电源的应用领域:开关电源广泛应用于各种电子设备和系统中,例如计算机、通信设备、电视机、音响、工业自动化、医疗器械等。
由于其效率高、可靠性好、稳定性强,因此成为现代电子设备不可或缺的供电方式。
四、开关电源学习内容:1.开关电源的基本原理和工作方式:学习开关电源的工作原理和基本电路结构,掌握开关管、电感、电容、二极管等元件的使用方法和特性。
2.开关电源的设计和调试方法:学习开关电源的设计流程和方法,了解开关电源的电路布局、元件选型和组装技巧,掌握开关电源的调试和故障排除方法。
3.开关电源的应用与实践:学习开关电源在各种电子设备中的应用技术和实践经验,了解开关电源在不同应用领域的设计要求和特点,掌握根据实际需求设计和优化开关电源的能力。
4.开关电源的性能测试与评估:学习开关电源的性能指标和测试方法,掌握开关电源输出电压、电流、效率等性能参数的测试技术和评估方法。
在学习开关电源的过程中,可以通过相关教材、网络资源、实验等多种途径进行学习和实践。
同时,了解电力电子学、模拟电路和数字电路等相关知识也是深入学习开关电源的基础。
零起点学开关电源设计基础篇
开关电源是一种高效、稳定、小型化的电源供应器,广泛应用于现代电子设备中。
想要学习开关电源设计基础知识,需要掌握以下几个方面的内容:
1. 开关电源的基本原理
开关电源是一种能够将交流电转化为直流电的电源供应器。
它通过开关管对输入电压进行开关控制,使交流电的平均值变为直流电。
整个开关电源由输入滤波电容、整流电路、开关变换器、输出滤波电容、稳压电路等部分组成。
2. 开关电源的分类
开关电源可以根据输入电压的不同,分为交流输入型和直流输入型;根据输出功率的不同,分为低功率(小于100W)、中功率(100W-1KW)和高功率(大于1KW);根据拓扑结构的不同,分为Buck型、Boost型、Buck-Boost型、Cuk型、Sepic型、Flyback型、Forward 型等。
3. 开关电源的主要元器件
开关电源的主要元器件包括开关管、二极管、电感、电容、变压器、稳压管等。
4. 开关电源的设计步骤
开关电源的设计步骤主要包括:计算输入电容、整流电路的设计、选择开关变换器拓扑结构、计算开关变换器元器件参数、稳压电路的设计、确定滤波电容电感的参数、进行仿真和优化。
5. 开关电源的性能指标
开关电源的主要性能指标包括输出电压、输出电流、输出功率、效率、稳定性、负载调整能力、温度特性等。
以上是零起点学开关电源设计基础的一些内容,希望对初学者有所帮助。
开关电源基础知识
1. 你知道开关电源到底是啥玩意儿吗?就好比家里的电灯开关,一按就亮,开关电源也是这样控制电流的呀!比如手机充电器就是个典型的开关电源。
2. 开关电源的工作原理复杂吗?其实也没那么难理解啦!就像人吃饭消化提供能量一样,它把电处理好给设备供能呢!像电脑主机里的电源就是这样工作的。
3. 开关电源有哪些重要的组成部分呢?嘿,这就像搭积木,每个部分都不可或缺呀!像变压器,不就像个大力士在帮忙变魔法嘛!比如一些电器里的变压器。
4. 开关电源的效率能有多高呢?哇塞,那可高得很呢!就如同跑步冠军一样,快速又高效地完成任务!像一些高效节能的灯具用的就是高效率的开关电源。
5. 开关电源的稳定性重要不?当然啦,这可关系重大呀!就好像走钢丝,得稳稳当当的才行呢!像一些精密仪器就需要稳定的开关电源来保障。
6. 开关电源的体积能做很小吗?能呀,小得惊人呢!就像小魔术一样把大东西变小了。
像现在很多便携设备里的电源就超小的。
7. 开关电源在生活中有多常见呢?哎呀,那可太常见啦!简直无处不在呀!像电视、冰箱,到处都有它的身影呢!
8. 开关电源的质量怎么判断呢?这可得好好研究研究呀!就像挑水果,得看外表又得看内在。
比如有些电源用起来就特别靠谱。
9. 开关电源未来会发展成啥样呢?那可不好说呀,也许会像科幻电影里一样厉害呢!说不定以后的电源都超级智能啦!
10. 学习开关电源基础知识有趣吗?当然有趣啦!就像探索一个神秘的世界一样让人兴奋呢!等你了解了就知道啦!。
开关电源知识一、开关电源的概念和分类开关电源是一种将交流电转换为直流电供给电子设备使用的电源。
按照输出功率的大小,可以分为小功率开关电源和大功率开关电源。
按照工作方式的不同,可以分为单端开关电源和双端开关电源。
二、开关电源的工作原理1.整流滤波:将输入的交流电通过整流桥变成直流信号,再通过滤波器去除掉残留的交流成分,得到平滑的直流信号。
2.功率因数校正:由于负载变化导致输入功率因数不稳定,需要进行校正。
3.逆变:将直流信号通过高频变压器转换成高频交流信号。
4.输出整形:将逆变后得到的高频交流信号通过输出整形器转换成稳定的直流输出。
三、开关管1. MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管):具有低导通阻抗、高速度等优点,常用于低压、小功率开关电源中。
2. IGBT(绝缘栅双极性晶体管):具有大功率承载能力、可靠性好等优点,常用于大功率开关电源中。
3. 晶闸管:具有低导通阻抗、高稳定性等优点,常用于直流电机控制中。
四、开关电源的优缺点1. 优点:效率高、体积小、重量轻、稳定性好。
2. 缺点:噪音大、EMI(电磁干扰)严重,需要进行滤波处理。
五、开关电源的应用1. 通讯领域:手机充电器、路由器、交换机等。
2. 工控领域:PLC(可编程逻辑控制器)、伺服驱动器等。
3. 家用电器领域:LED灯带驱动器、音响等。
六、开关电源的故障及维修1. 故障表现:输出电压不稳定,有杂音或噪声等。
2. 维修方法:(1)检查输入端是否接触良好;(2)检查整流桥是否损坏;(3)检查滤波器是否失效;(4)检查输出整形器是否正常工作。
开关电源培训资料开关电源培训资料【第一篇】开关电源是一种常见的电源供应器件,被广泛用于各种电子装置中。
它具有高效率、小体积和轻量化的特点,因此在现代电子设备中得到了广泛的应用。
本篇文章将介绍开关电源的基本工作原理和一些常用的开关电源类型。
1. 基本工作原理开关电源的基本工作原理是利用开关管实现电源输入电压的高效率转换。
通常,开关电源有以下几个基本组成部分:(1) 输入滤波电路:用来对输入电压进行滤波,防止高频噪声对电源的影响。
(2) 整流电路:将交流电源输入转换为直流电压。
(3) 稳压调整电路:对直流电压进行稳压调整,以确保输出电压的稳定性。
(4) 开关转换电路:通过开关和控制电路实现输入电压的高效率转换。
(5) 输出滤波电路:对开关电源输出电压进行滤波处理,提供干净稳定的输出电压。
2. 常用的开关电源类型根据不同的应用需求和输出功率的大小,开关电源可分为多种类型。
以下是一些常见的开关电源类型:(1) 开环开关电源:这种类型的开关电源不具备反馈控制回路,输出电压不稳定且容易受到输入电压变化的影响。
它适用于一些对电源质量要求较低的应用场景。
(2) 闭环开关电源:闭环开关电源通过反馈控制回路对输出电压进行稳定控制,能够有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响。
它适用于对电源质量要求较高的应用场景。
(3) 开关电源的调整方式:开关电源的输出电压可以通过直接改变变压器的变比或通过在控制回路中加入调整电路来实现。
前者适用于输出电压变化范围较大的场景,后者适用于输出电压变化范围较小的场景。
(4) 开关电源的拓扑结构:开关电源的拓扑结构有很多种,如反激式、降压式、升压式、反激降压式等。
不同的拓扑结构适用于不同的输出功率和电源输入条件。
以上只是对开关电源的基本工作原理和一些常用类型的简要介绍,如果想深入了解开关电源的设计和应用,还需进一步学习相关领域的知识。
下一篇将继续介绍开关电源的设计方法和一些要注意的问题。
开关电源培训资料开关电源是一种常见的电力转换设备,广泛应用于工业、通信、家电等领域。
本文将介绍开关电源的原理、分类、工作特点及常见故障处理等内容,为读者提供相关培训资料。
一、开关电源的原理开关电源是利用开关器件(如晶体管、MOSFET等)以开关的方式进行电能的变换,实现从交流电或直流电到稳定的、规定电压或电流的直流电的转换。
其基本原理是通过调节开关电源的电流开关周期,控制输入电流的导通或截止,从而实现电能的转换。
二、开关电源的分类根据输入电源的不同,开关电源可分为交流输入型和直流输入型两种。
1. 交流输入型开关电源交流输入型开关电源主要采用变压器对输入的交流电进行降压或升压,然后经过整流电路、滤波电路进行整流和滤波,得到直流电。
接下来,通过开关器件(如MOSFET)控制输出电流,经过变压器和滤波电路,最终得到稳定的直流电。
2. 直流输入型开关电源直流输入型开关电源是将直流电输入经过滤波电路后,再经过开关电源控制器进行开关控制,最后得到稳定的直流输出电压。
直流输入型开关电源结构简单,功率密度高,广泛应用于电子设备中。
三、开关电源的工作特点1. 高效性:开关电源采用开关控制方式,具有高效转换能力,相比传统的线性电源效率更高。
2. 稳定性:开关电源通过负反馈控制,能够实现稳定输出,抵御输入电压和负载的波动。
3. 调节性:开关电源具有调节输出电压或电流的能力,可以根据实际需求进行调节。
4. 尺寸小:开关电源体积小,占用空间少,适用于一些小型电子设备中的应用。
四、开关电源的常见故障处理1. 过载保护:当开关电源的输出电流超过额定值时,应及时采取措施降低负载,防止损坏。
2. 短路保护:当开关电源输出端出现短路情况时,应立即切断电源以避免故障扩大。
3. 过温保护:开关电源在工作过程中会产生一定的热量,当温度超过安全范围时,应停止使用并等待冷却。
4. 过电压保护:当开关电源的输出电压超过额定值时,应采取措施降低电压或更换合适的设备。
开关电源知识点总结开关电源是一种将交流电转换为直流电供应给电子设备使用的电源装置。
在现代电子设备中广泛应用,如计算机、手机、电视等。
本文将从开关电源的原理、分类、工作方式和应用等方面进行总结。
一、开关电源的原理开关电源的核心是开关电源变换器。
它通过开关管的开关动作,将交流电转换为直流电。
其工作原理主要包括两个过程:变压和整流。
变压过程是通过变压器将输入电压变换为适合开关管工作的电压,然后经过整流电路将交流电转换为直流电。
二、开关电源的分类开关电源可以根据输出电压的稳定性、输入电压范围、功率和用途等特点进行分类。
1. 从输出电压的稳定性来看,开关电源可以分为线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源通过线性调整器来稳定输出电压,但效率较低。
而开关稳压电源则通过开关管的开关动作来调整输出电压,效率较高。
2. 从输入电压范围来看,开关电源可以分为宽输入电压范围和窄输入电压范围的电源。
宽输入电压范围的电源适用于输入电压波动较大的场合,而窄输入电压范围的电源则适用于输入电压稳定的场合。
3. 从功率来看,开关电源可以分为小功率开关电源和大功率开关电源。
小功率开关电源适用于低功率设备,大功率开关电源适用于高功率设备。
4. 从用途来看,开关电源可以分为通用开关电源和专用开关电源。
通用开关电源适用于多种电子设备,而专用开关电源则针对特定设备进行设计。
三、开关电源的工作方式开关电源有两种主要的工作方式:连续导通模式和断续导通模式。
1. 连续导通模式是指开关管在每个工作周期内都处于导通状态。
这种工作方式的优点是输出电流波形较为平滑,适用于大功率输出。
但是由于开关管一直导通,会产生较大功率损耗。
2. 断续导通模式是指开关管在每个工作周期内都处于导通和截止两种状态之间切换。
这种工作方式的优点是开关管的功率损耗较小,适用于小功率输出。
但是由于开关管的开关频率较高,可能会产生较大的干扰。
四、开关电源的应用开关电源由于其高效率、小体积和稳定性好的特点,在各个领域得到了广泛应用。
开关电源知识一、开关电源的功能:把市电变换成所需的直流电压如DC48V、DC220V。
二、开关电源的用途:输出48V的用在通信行业,如交换机、传输机、光端机等;输出220V的用在电力行业,如变电站、发电厂等。
三、开关电源的原理:市电半桥/全桥整流滤波(DC450V)高频电源隔离变压器脉冲调制斩波器滤波DC输出。
四、开关电源的组成部分及功能1、交流配电部分:把市电分成几路给几个整流模块;防雷功能;配电功能。
2、整流模块×N:把市电转换成直流电源,传到汇流排。
3、控制器:1)显示功能:市电电压、电流整流模块输出电压、电流系统输出电压及各分路电流蓄电池充放电电压、电流2)控制功能:市电过、欠压报警点的设置系统输出过、欠压报警点的设置整流模块输出电压(均充、浮充)的设置电池低电压报警点的设置电池保护电压点的设置3)报警功能:市电过、欠压报警系统输出过、欠压报警输出分路开关断开报警电池低电压报警电池低电压保护报警4、直流配电屏:把所有模块的输出连接到汇流排,再由汇流排分出N路给负载;分出两路给电池组充电;分出1-2路应急照明。
五、开关电源的操作步骤1、闭合主输入开关(确定输入市电正常);2、逐次闭合整流模块开关(确定各整流模块输出电压正常);3、闭合控制器开关;4、确定汇流排上电压工作正常后,闭合负载开关(熔丝);5、闭合电池开关(熔丝)。
六、更换整流模块步骤1、断开X号整流模块输出开关;2、断开X号整流模块输入开关;3、拔出信号线;4、抽出X号整流模块;5、插入外号整流模块;6、闭合外号整流模块输入开关(确认其输出正常);7、接好信号线(确认其输出正常);8、闭合外号整流模块输出开关。
七、分析1、怀疑X号直流模块故障①确定输入端电压正常(是);②调换X、Y直流模块位置;③确定X、Y模块状态(X正常怀疑见④,Y正常X不正常见⑤,X、Y都不正常⑥)④ X号槽位故障;⑤ X号模块故障;⑥ X号模块和槽位都有故障。
目录:整流与滤波 (3)132:并联稳压电路 (20):串联稳压电路 (31)3串联稳压电路314:集成稳压电路 (44)5:BUCK电路 (51)6:BOOST电路 (65)7:反激变换器 (75):正激变换器 (118)81181:整流与滤波1.1:直流稳压电源的构成基本概念1.2:基本概念交流电压(电流):幅值与方向均随时间作周期性变化的交流电压(电流)。
1:整流与滤波正弦交流电压(电流):幅值与方向均随时间作正弦周期性变化的交流有效值电压(电流)称为正弦交流电压(电流)。
我们常说的交流电就是正弦交流电压或电流的简略称呼。
有效值:与交流电压(电流)热等效的直流电压(电流)直称为该交流电压(电流)的有效值。
值交流电压(电流)所达到的最大瞬时值峰值:交流电压(电流)所达到的最大瞬时值。
频率:交流电压(电流)每秒做周期性变化的次数。
直流电压(电流):数值大小与方向均不随时间变化的电压(电流)称为直流电压(电流)实际上方向安全可以保证不随时间而为直流电压(电流),实际上,方向安全可以保证不随时间而变化,但数值不可能做到一直恒定,因此,对于方向不变、数值随时间而变的交流电压(电流)可以用一个直流电压(电流)与一个幅值、方向随时间变化的交流电压(电流)叠加。
平均值:-t R U i o ωsin 22=0~π:L=o i π~2π:2102t td R U I LAV ωωππsin 202)(0∫=LL R U R U 2245.≈=π2)(0)(045.0U R I U L AV AV ==1:整流与滤波1.4:全波整流全波整流的电路图波形见下图右图全波整流的电路图及波形见下图、右图D1T220V/50HzRo+-Uou 2aD2u 2b2平均值:tR Ui Lao ωsin 2=0~π:U 2π~2π:tR i Lao ωsin 2=1:整流与滤波1.5:桥式整流桥式整流的电路图及波形见下图和右图BG220V/50Hz+u 2TRo-Uo2平均值:tR Ui Lo ωsin 2=0~π:2U 2π~2π:tR i Lo ωsin 2=滤波原理T-a~b :,电容C 按正弦波进行充电02u u u c ==滤波原理:弦波进行充电。
b ~c :,电容C 按指数曲线进行放电但的弦波基02u u u c =≈数曲线进行放电,但u 2的正弦波基本重和。
c ~d :,电容C 继续按指数曲线进行放电,u 2继续按正02u u u c =<弦波下降。
1:整流与滤波流与滤波R L与C对滤波的影响见右图1:整流与滤波流与滤波输出电压:将滤波后的电压波形线性化处理后,可得到如下的近似波形:R T U U 2/min 0max 0=−CU L max 0依据相似三角形的关系,而min 0max 0max 0min 0max 00U U U U U U av −−=+=当取时)41(220CR TU U L av −=T22故U 时,25C R L ≥202.1~15.1U av ≈电容滤波电路中整流二极管的电流及导通角见右下图1:整流与滤波整流二极管:电容滤波电路中整流二极管的电流及导通角见右下图:其中i D 为整流二极管的电流导通时的电流。
其中i o 为负载中的电流。
右下图从能量的角度看,电感滤波与电容滤波的效果是一样的故电感右下图:容滤波的效果是一样的,故电感滤波外特性曲线与电容滤波外特性曲线相似,见右图。
电感滤波的定量分析比较复杂,可借用电容滤波的分析结果:L 当取时,25TR L ≥200.1U U av ≥21.1U 电感电压波形Io电感电流波形整流二极管电流的波形动态)1,能量方程:22LIW L =-基本方程:,。
O R C U U U +=O Z R I I I +=稳压极管关键参数稳压二极管关键参数:稳定电压Uz :稳定电流Iz :最大稳定电流Izmax :最小稳定电流Izmin :动态电阻r z :温度系数α:并联稳压路2:并联稳压电路三:当三极管Q处于放大状态时,从其输出特性曲线上可以看出,三极管放大区的曲线都很平,故c-e间的动态电阻r ce是很小的,是很小的大多数三极管的动态电阻r ce都能达到10-4,即r ce为毫欧级。
毫欧级四:因效率等方面的因素,并联稳压电路很少使用,特别是输出电流较大的场合。
别是输出电流较大的场合从的原框图上以看出2:并联稳压电路TL431:TL431的原理框图上可以看出,TL431就是一个集成的并联稳压电路,其中2.5V 的基准是能带间隙稳压基准基准源,输出端是处于放大状态的三极管。
U 25~36V 主要参数:KA :2.536VI KA :1~100mA Uref :2.5V I R :<4uA Z KA :<0.5ΩUo :2.5~35V3:串联稳压电路3.3:串联稳压电路实例:Uo=6V,Io=50mA,u1=220V±15%。
调整管Q在Ucmin时不能处于饱和状态,既Ucmin-Uo≥Vces,取则Vces=2.5V,则Ucmin=8.5V。
根据P14电容滤波的结论,在Ucmin=8.5V时,u2=7.4V,外加整流桥上的两个二极管的管压降2.2V,取u2=9.6V,故工频变压器按匝比19:1,22V取=96V故工频变压器按匝比5W来选取。
在时整流桥上的二极管所承受的反向电压最大达到u2max=253V时,整流桥上的二极管所承受的反向电压最大,达到358V,外加40%的降额,整流桥BG选用DF-S封装的DF06S(V RRM=600V,Io=1A,V F=1.1V),电压、电流都有充足余量。
调整管Q的c-e间最大电压≤16.8V,外加一些振荡尖峰及40%的降额,调整管Q的Icmax=50mA,故选用SOT-89封装的FCX619(Vceo=50V,)做调整管可见电压电流都能满足Ic=2.75A,Ptot=2W)做调整管,可见电压、电流都能满足。
3:串联稳压电路在u 2max =253V 时,调整管Q 的功率P max ≈0.53W ,故FCX619的Ptot=2W 是有充足余量的。
但要注意:Ptot=2W PCB 稳压管选用SOT-23封装的MMBZ5235B (Vz=6.8V ,Izmax=50mA ,是有充足余的但要注意的条件是板不能小于40×40×0.8。
P d =350mW )。
在Io=0,u 2max =253V 时,稳压管中的Iz ≤50mA ,故R ≥220Ω。
在Io=50mA ,u 2min =187V 时,要保证稳压管Dz 电流Iz ≥1.5mA ,调整管Q 的基极电流I b ≥0.25mA (因调整管的h FE ≥200,I C =10~200mA ),故R ≤1k 。
先选定R=470Ω。
额定输入时稳压管中的Iz ≈9.5mA 。
Uo=Uz-V be ,要想获得6V 的输出电压,必须针对V be 调节Uz ,Uz 会随同Iz 的增加而上升,在R 的许可范围内,改变R 的阻值,适当调节Iz 的大小,使微调Uz ,使Uo=6V 。
3:串联稳压电路根据P14电容滤波所述,输入电容C1越大,Uc越高,u2min=187V时的Ucmin也越高,对保证稳压管Dz电流Iz在稳压工作范围有利。
Uc越高,调整管Q的功率损耗也越大,效率也就越低。
所以,在保证调整管Q处于线性放大区、稳压管Dz处于稳压工作区的条件下,输入电容C1要尽量小。
据此估算,输入电容C1≥330uF,在考虑容量偏差、温度变化等因素之后,输入电容C1选用470uF/35V的电解电容。
输出电容C2主要作用是滤波,与输出纹波、保持时间等要求有关,但不是越大越好,因为输出电容C2越大,输出的脉冲特性越差。
在此,先选用100uF/16V的电解电容。
如对高频干扰噪声有更为严格的要求,可在输出电容C2上并联贴片的陶瓷电容,如0805的0.11u/10V的电容。
01~4:集成稳压电路将串联稳压电路予以集成化,且只引出三个引脚,分别为输入端、输出端、公共端,就是我们常用的三端稳压器。
按功能划分,可分为固定式端公共端就是我们常用的三端稳压器按功能划分可分为固定式集成稳压器(如uA7800系列)和可调式集成稳压器(如LM317)。
4.1:7800系列:右图是固定式集成稳压器的电路图(uA7800系列):简略分析,可以看出,用达林顿复合管作为调整管,用能带顿复合管作为调整管用能带间隙稳压源作为基准源,比较放大用共集-共射放大电路,以及过流、过功率、过温等保护功能。
4:集成稳压电路4.2:LM317:可调式集成稳压器LM317的方框图见右图。
从方框图可以看出,与7800系列构成是类同的,仍是用达林顿复合管作为调整管,用能带顿复管作为调管用能带间隙稳压源作为基准源,比较放大用共集-共射放大电路,以及过流、过功率、过温等保护功能。
与7800系列的不同点是:采用特殊的电路架构,使调整端的输出电流很小,只有50u A,而7800系列的静态电流则有5mA。