现代电源技术 PPT课件

CW7800系列的典型应用电路如图1-37所示。图中，C1的作 用是抵消输入线较长时的电感效应，以防止自激和抑制电源 干扰；C2的的作用是削弱电路的高频噪声。它们的取值范围 为0.1～1µF。型号中的M、L意义。
37
可调输出集成稳压器有CW117/217/317和CW137/237/337系列， 其外形和管脚排列见4.2节图4-24所示。CW117系列输出正电 压，CW137系列输出负电压。
稳压原理：无论何种原因使负载上电压升高，IZ增大，R上 压降增大，输出电压降低，UO↑→IZ↓→UR↓→UO↓； 反之， UO↓→ IZ↓→UR↓→ UO↑ 。 从而实现输出电压的自动调整作用。
注意：如果R=0，则不能稳压；输入电压UI≤UZ，稳压二 极管不能工作在击穿区，也不能稳压。稳压性能取决于
4.控制电路 （1）取样电路 接在电源输出端的电阻分压器，线性和开关 稳压电源都是。 （2）基准电源 稳压二极管和串联限流电阻组成，都是。 （3）比较放大 单管共射放大，差分放大，运算放大器。 （4）脉冲发生器 占空比可调的多谐振荡器。
5.保护电路 （1）过压保护 （2）过流保护 （3）过热保护 （4）彩色电视机中显象管束流保护
2U2
0.45U 2 RL
=IO
0.9U2 2 2U2
0.9U 2 RL
1 2
IO
0.9U2
2U2
0.9U 2 RL
1 2 IO
4.倍压整流 （1）二倍压整流电路 1）倍压原理分析
UC1 2U2
2）倍压整流输出
UO 2 2U2
（2）多倍压整流电路
1）倍压原理分析
UC2 UC3 2 2U2
一、并联开关变换器 1.电路 图1-24 2.波形 图1-24 3.滤波电容

用变频调速技术，可节电30 %以上。
☞有些并不特别要求调速的电机为了避免起动时的电流冲击而
采用了软起动装臵，这种软起动装臵也是电力电子装臵。
☞电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需
要大容量整流电源。电镀装臵也需要整流电源。
☞电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加热
电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
1911年：水银整流器，它把水银封于管内，利用对其蒸气
的点弧可对大电流进行有效控制，其性能与晶闸管类似。 在30年代到50年代，是水银整流器发展迅速并广泛应用时 期。它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用 直流电动机的传动。
1953年：锗功率二极管
1954年：硅二极管，普通的半导体整流器开始使用。 1957年：晶闸管诞生，一方面由于其变换能力的突破，另 一方面实现了弱电对以晶闸管为核心的强电变换电路的控制， 使之很快取代了水银整流器和旋转变流机组，进而使电力电 子技术步入了功率领域。 变流装臵由旋转方式变为静止方式，具有提高效率、缩小 体积、减轻重量、延长寿命、消除噪声、便于维修等优点。 因此，由于其优越的电气性能和控制性能，在工业上引起一
(2). 按照驱动电路加在控制端和公共端之间信号的性质，分
为两类： 电流驱动型
——通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者 关断的控制。(如晶闸管、GTO、GTR、IGCT等)
电压驱动型
——仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信
号就可实现导通或者关断的控制。(如MOSFET和IGBT等)
一般工业： 交直流电机、电化学工业、冶金工业 交通运输： 电气化铁道、电动汽车、航空、航海 电力系统： 高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿 电子装臵电源： 为信息电子装臵提供动力 家用电器： “节能灯”、变频空调 其他： UPS、 航天飞行器、新能源、发电装臵

详细描述
调节器主要由触点、弹簧、电阻器和 电子元件组成。调节器通过监测发电 机输出电压，控制触点开关的通断来 调节磁场电流，从而控制发电机输出 电压在设定范围内。
充电系统的结构与原理
总结词
充电系统是汽车电源系统中用于给蓄电池充电的子系统，其结构和工作原理对于保持蓄 电池良好状态至关重要。
详细描述
充电系统主要由充电线、充电指示灯和充电插座等组成。当发动机运转时，发电机产生 电流并通过充电线给蓄电池充电。充电指示灯用于指示充电状态，当充电完成后指示灯
无线充电技术
总结词
无线充电技术是一种无需插线、无需接触的 充电方式，通过磁场将电能从充电设备传输 到接收设备。
详细描述
无线充电技术具有方便、安全、高效等优点 ，可以解决传统有线充电方式存在的各种问 题，如插口损坏、线缆混乱等。目前，无线 充电技术已经在手机、智能手表等消费电子 产品中得到广泛应用，未来有望在汽车领域 得到广泛应用。
《汽车电源系统》车电源系统概述 • 汽车电源系统的结构与原理 • 汽车电源系统的维护与保养 • 汽车电源系统常见故障诊断与排除 • 汽车电源系统新技术与发展趋势
01 汽车电源系统概述
汽车电源系统的定义与组成
总结词
基本构成与功能
详细描述
汽车电源系统是汽车电气系统的核心组成部分，主要负责提供和调节电能，为 汽车所有用电设备提供稳定的电力。它通常由蓄电池、发电机、调节器和其他 相关电路组成。
熄灭。
03 汽车电源系统的维护与保 养
汽车蓄电池的维护与保养
蓄电池的定期检查
蓄电池的正负极连接
检查蓄电池的外观、电解液的液位和 浓度，确保蓄电池没有泄漏或损坏。
定期检查蓄电池的正负极连接，确保 连接紧固，防止因接触不良引起的故 障。

1.1 什么是现代电源技术
◆电子设备的小型化和低成本化，使电源以轻、
薄、小和高效率为发展方向。传统的线性稳压电 源很难满足现代电子设备发展的要求。
◆开关电源以其体积小、重量轻、效率高性能稳
定等优点逐渐取代传统技术制造的线性电源，并 广泛应用于电子整机和设备中。 ◆现代电源技术指开关电源技术
1.2 开关电源国内外发展状况
1.1 什么是现代电源技术
◆直流电源分为：线性电源和开关电源。 ☞线性电源是指调整管工作在线性状态下的直流 稳压电源。
图1-1 利用可变电阻稳压
1.1 什么是现代电源技术
◆实际电源电路中，通常利用负反馈原理，以输 出电压的变化量去控制晶体管集电极与发射极之 间的电阻值，原理电路见图1-2。
图1-2 利用反馈加晶体管稳压
引言
图 2-1 间接直流变流电路的结构
■同直流斩波电路相比，电路中增加了交流环节，因此也称为直— 交—直电路。 ■采用这种结构较为复杂的电路来完成直流—直流的变换有以下原因 ◆输出端与输入端需要隔离。 ◆某些应用中需要相互隔离的多路输出。 ◆输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。 ◆交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤 波电容的体积和重量。 ■间接直流变流电路分为单端(Single End)和双端(Double End)电路两 大类，在单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，而双端电路 中，变压器中的电流为正负对称的交流电流，正激电路和反激电路属 于单端电路，半桥、全桥和推挽电路属于双端电路。
■现代电源技术的概念 ◆电源是产生电能的装置，表示电源特性的参 数有功率、电压、电流以及体积、重量和效率、 可靠性等等。我们所用的电源是指经过转换才能 适合使用的电源。 ☞电源技术其实很大程度上就是电力变换技 术。 ☞电源技术还包括电子器件的制造技术以及 磁技术等。 ☞我们所说的电源技术特指直流电源技术。

Mixing Heating Na1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2
实验部分
Na2CO3
结构和形貌的表征
实验部分
球形三元材料前驱体Mn0.675Co0.1625Ni0.1625CO3XRD图
结构和形貌的表征
实验部分
前驱体煅烧物SEM图
结构和形貌的表征
实验部分
Na1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2XRD图
层状过渡金属 氧化物NaxMO2 (M=Co、Mn、 Ni, 0<x<1)，
过渡金属氟 化物 MFx
聚阴离子型
化合物 (NaMPO4， NaMPO4F)
2.钠离子电池研究进展
钠离子电池体系的关键技术
在寻找可行的钠离子电池负极材料时，必须考虑以下要求： ① 钠嵌入的过程中电极电位变化较小，并接近金属钠的电位，从 而保证电池的输出电压高； ② 钠在主体材料中的可逆嵌入量和充放电效率要尽可能高，以保 证电池具有较高的能量密度； ③ 在钠的脱嵌过程中，主体结构的体积变化应尽可能小，以获得 较好的循环稳定性； ④ 电极材料具有较高的电子电导率和钠离子迁移速率，确保电池 可以进行大电流充放电； ⑤ 与电解液的相容性好，同时具有较高的化学稳定性和热稳定性； ⑥ 价格低廉，原料丰富，对环境无污染，容易制备。
1 引言
本文目录 结构
2钠离子电池研究进展 3 我的工作
4 总结
目录
引言
4
1引言
电化学储能技术的发展背景
能源是支撑整个人类文明进步的物质基础，也是现代社会 发展须臾不可或缺的基本条件。随着社会经济的高速发展，人 类社会对能源的依存度不断提高。据统计，目前世界每年能源 消费总量的70%来源于不可再生的化石燃料(煤、石油、天 气）。

开关信号生成
通过高频开关器件产生高频开关 信号。
数字控制技术
利用数字控制器精确调节开关周 期、占空比等参数。
高效能量转换
通过开关器件的精确控制，实现 高效的电能转换。
优势和应用领域
数字式开关电源具有许多优点，使其在众多领域得到广泛应用。本节将介绍其优势以及在不同领域的应 用案例。
1
高效节能
数字式开关电源具有高效能量转换效率，能够节省能源并减少能源浪费。
通信领域
数字式开关电源在通信设备中的 应用案例分析。
工业控制领域
数字式开关电源在工业控制系统 中的应用案例分析。
医疗仪器领域
数字式开关电源在医疗仪器中的 应用案例分析。
总结和展望
本次课程通过对数字式开关电源的介绍和分析，我们对这一领域有了更深入的了解。未来，数字式开关电源将 会在更多领域发挥重要作用。
2
稳定可靠
通过数字控制技术，可以精确控制电压、电流等参数，提供稳定可靠的电源供应。
3
广泛应用
数字式开关电源在通信、计算机、工业控制、医疗仪器等领域得到广泛应用。
设计要点
设计一个高效可靠的数字式开关电源需要考虑多个因素，本节将介绍一些重要的设计要点。
1 电源拓扑
选择适合的电源拓扑结构，如半桥、全桥、 降压、升压等。
基本概念
数字式开关电源是一种利用 数字控制技术实现高效、稳 定、可靠的电源供应的新型 设备。
特点
数字式开关电源具有高效率、 小尺寸、低噪音等特点，广 泛应用于通信、工业控制、 医疗仪器等领域。
工作原理
数字式开关电源通过将电源转换为高频的开关信号，并通过数字控制技术精确控制开关周期、占空比等参数， 实现高效的电能转换。

提供控制模块关断的逻辑功能
原边过温保护（OTP）
保护模块工作于一定的温度范围内，自身保护的一种
原边欠压保护（UVP）
自我保护的一种，同时也是保证系统正常工作的一种电路
原边限流保护（OCP）
模块自身的保护，保护在副边电路发生故障时，不使故障扩大
副边过压保护（OVP）
保护用户电路在模块发生故障时不会损坏
线性电源
8、线性电压调整器的设计考虑因素： 压差 输出电流 损耗功率 输入电压范围
线性电源
9、线性电压调整器的设计实例
开关电源
开关电源
定义：利用功率半导体器件使变压器工作在高频开关状态 （饱和导通或截止），利用L、C储能并通过PWM控制获得 需要的电压的装置。
1、开关电源的缺点与优点
及续流二极管承受过大电流。
Is Vo 2 VsR
开关电源
Boost升压变换器
Vin
L
D
Vo
S
C
R
稳态输入/输出关系
V0
1 V in
1 d
(0 < d < 1)
开关电源
Boost 电路的特点 1） 输入电流纹波小，输出电流纹波大。开关管、
二极管的电流总是脉动的。过大的电压、电流 应力容易损坏器件。 2）连续方式下，纹波电流随电感的增大而变小。 3）在BOOST电路中，不能空载，否则输出电压 很高，有可能损伤电路中器件。
开关电源
13、电源模块应用主要参数：
输入电压范围：48V 36出电压范围：额定±1％
输出额定电流：应用中超过该额定值，输出电压跌落，通常 模块设计中会有一定的裕度。
开关电源
9、非隔离DC/DC开关电源实例
BUCK型开关电源

电源概述
电子束焊机
电源概述
② 雷达专用高压电源 雷达行波管所用的高压电源要求整体性能良好，稳
定度好，并且具有各种保护功能。 另外，雷达一般都需要发射不同重复频率的高电压
窄脉冲信号，这种强功率脉冲一般是通过高压电源模块 将市电升至几千伏甚至几万伏的直流高压，然后由一个 调制器将直流高压调制为所需脉宽及频率的脉冲源以供 发射管使用。
几种具有代表性的特种电源：
① 电子束焊机专用高压电源
电子束焊机用高压电源技术要求主要为纹波系数和 稳定度，纹波系数要求小于1%，稳定度为±1%，甚至 纹波系数小于0.5%，稳定度为±0.5%，同时重复性要 求小于0.5%。以上要求均根据电子束斑和焊接工艺所 决定。高压电源必须符合电磁兼容标准，具有软起动 功能，防止突然合闸对电源的冲击。这种电源功率大 （达30kW），输出电压高（150kV），工作频率较高 （20kHz），而且对电压稳定度、纹波大小及输出电流 等均有较高的要求。
另外高压脉冲电源还被用于经络穴位理 疗仪和经颅磁刺激治疗系统中。
电源概述
计算机X线断层扫描
电源的常用技术指标体系
电源产品是一类特殊的商品，各个国家和地区对其使用安全性 和质量都有严格的要求，因此还专门设立了一些认证机构来验证评 价产品的安全性和质量。
中国国家强制性产品认证
美国保险商实验室
加拿大标准协会
美国联邦通信委员会
欧洲统一认证
电工产品合格测试与认证IEC体系
图1-8 通过相关认证后的产品印上的相应认证标识
电源的常用技术指标体系
输入技术指标
（1）额定输入频率 市电是人们经常使用到的最主要的电源输入，
其频率通常为50Hz或60Hz，但是频率并不是恒定 不变的，其在48～63Hz范围内变化往往不太影响 电源的特性。

以电容滤波为例
放电时间常数RLC的值越大，电容C放电 越慢，负载RL上所得到的输出电压越平 滑，电容滤波的效果越好。
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13
2．复合滤波电路
同时利用电容器抑制电压波动，和电 感器抑制电流波动
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14
RC滤波电路
由于电感体积较大，常用电阻代替
电容滤波电路用得最为广泛。
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线性稳压电源的调整能力有限（续）
线性稳压电源的调整能力依赖于调整 管等效电阻RT3的改变，如果输入电压 的波动太大，将超过调整管的调整能 力。
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线性稳压电源的损耗大
由 之于间R的T电3实阻际R上ce，是调整管T3集电极与发射极 对于一个工作在线性放大区的晶体管而言，
无 不论可如能何太R小ce。也不会太小，所以RT3的阻值也
空载（负载开路，即RL＝∞）时最大 重载（RLC＝0 ）时最小
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全波整流、电容滤波电路的参数
滤波电路的放电时间常数不能太小，
通常取
RLC
(3
~ 5)T 2
其中T为电网周期，并用下式来估算输 出电压的平均值
U o 1.2U i
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添加降压变压器
如果把整流电路直接接到220V、50Hz 的单相交流电上，在滤波电路的输出 端将获得264V的直流电压，这个电压 显然太高了，必须把它降下来。
单纯依靠稳压管显然不能满足实际需 要，为了获得更多等级的直流电压， 应考虑能否利用负反馈放大电路来实 现直流稳压的要求。
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思考的起点：负反馈
首先画出负反馈框图如图11-12(a)所示， 我们需要使用这种思路去实现一个能 够输出稳定直流电压的电路

负载电压极性与电源极性相反。
DC-DC电源分类及工作原 理
当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通， （Vi）*Ton=（Vo）*Toff，根据Ton比Toff值不同，可能Vi< Vo，也可能Vi>Vo。
典型电路分析
设
计
时
常
用 的
非MOS开关管集 成的RT8105
TI公司TPS54627
大容值的电容通常具有较大的等效电感，因而其自谐振频率较小，所以比较适合 用于滤除低频干扰噪声；小容值的电容通常等效电感也较小，因此自谐振频率较
关键器件选 择
输入电容的作用 输入电容的作用是保持输入电压稳定在一定的范围内，并且滤除输入直流电压中 的交流成分。 如右下图，C1电容起到储能作用，当逻辑器件状态变化时提供一个瞬态电流，减 小电源瞬变及跌落，保持电源完整性。一般为铝电解电容。 C2、C3是滤波电容。电容能够“通交流、阻直流”，输入信号中的交流成分可以 通过电容排到大地，剩下纯净的直流成分。其中大电容滤除低频成分、小电容滤 除高频成分。
压，斜坡振荡器提供斜坡输入信号Vramp，它的频率等于开关频率。
稳压过程
PWM控制原理
（1）当输出电压U0增大时，取样电压UNI会同时增大，可简述为：
Uo
UNI
Uc（t）
UG的 d（t）
Uo
（2）当输出电压U0减小时，取样电压UNI会同时减小，可简述为：
Uo
UNI
Uc（t）
UG的 d（t）
Uo
PWM控制原理
4.1 输出电感 · 作用
关键器件选 择
能够将电能转化为磁能而存储起来。由
于电感电流不可突变从而维持整个开关周期
电流的持续输出。