《开关电源基本原理》课件

《开关电源基本原理》ppt课件目录•开关电源概述•开关电源的基本组成•开关电源的工作原理•开关电源的性能指标•开关电源的设计与优化•开关电源的故障诊断与排除Part开关电源概述01开关电源的定义总结词开关电源是一种将电能进行转换的设备，通过控制开关管的工作状态，将输入的直流电压或交流电压转换成所需的直流电压或交流电压详细描述开关电源是一种电源供应器，其工作原理是利用电力电子器件的开关作用，将输入的电能进行转换，以提供稳定的输出电压或电流它通过控制开关管的工作状态，实现电能的转换和调节开关电源的特点要点一要点二总结词详细描述开关电源具有高效率、高可靠性、体积小、重量轻、低成由于开关电源采用了高频开关技术，其转换效率非常高，本等特点通常在80%以上，甚至可以达到90%以上同时，由于开关电源的电路结构简单，元器件数量少，因此其可靠性也非常高此外，由于开关电源的体积小、重量轻，因此非常适合用于便携式设备和航空航天等领域另外，由于开关电源的生产规模大，因此其成本也相对较低开关电源的应用总结词详细描述开关电源广泛应用于计算机、通信、工业控制、电力、在计算机领域，开关电源是主要的供电设备之一，用于航空航天等领域为主板、显卡等提供稳定的电压和电流在通信领域，开关电源为通信设备提供可靠的供电，保证设备的正常运行在工业控制领域，开关电源为各种控制器、传感器等设备提供稳定的电力供应在电力领域，开关电源用于高压直流输电系统，为电网提供可靠的直流输电在航空航天领域，由于开关电源具有高可靠性和小体积等特点，因此被广泛应用于各种航空器和航天器的供电系统Part开关电源的基本组成02输入电路输入滤波器用于滤除电网中的高频噪声，防止对电源造成干扰整流器将交流电转换为直流电，为后续电路提供稳定的直流电压功率开关晶体管作为主要的功率开关器件，负责控制电流的通断驱动电路为晶体管提供合适的驱动信号，确保其正常工作输出整流滤波器整流器将经过功率开关后的脉动直流电转换为平滑的直流电滤波器减小输出电压的纹波，提高电源的稳定性控制电路电压和电流反馈实时监测电源的输出电压和电流，确保其稳定保护电路在电源异常时，及时切断电源或降低输出，保护电源和负载的安全Part开关电源的工作原理03开关电源的工作过程输入滤波器整流电路将交流电转换为直流电，将电网中的噪声和干扰滤为后续电路提供稳定的直除，保证电源的稳定输出流电压开关管控制电源的通断，实现电控制电路输出整流滤波器压的调节根据输出电压和电流的变将开关管输出的脉动直流化，调整开关管的通断时电转换为平滑的直流电，间，维持输出电压的稳定供给负载功率开关的开通与关断功率开关在开通时，电流从零开始逐渐增大，直到达到最大值；在关断时，电流从最大值逐渐减小到零开通和关断过程中，功率开关承受的电压和电流应力较大，因此需要选择合适的开关器件和驱动电路输出整流滤波器的功能01输出整流滤波器的作用是将开关管输出的脉动直流电转换为平滑的直流电，以减小纹波电压和噪声干扰02常见的输出整流滤波器包括电容滤波器和电感滤波器等控制电路的作用控制电路的作用是根据输出电压和电流的变化，调整开关管的通断时间，维持输出电压的稳定控制电路一般由取样、比较、放大等环节组成，通过调节开关管的通断时间来实现输出电压的自动调节Part开关电源的性能指标04输入输出电压范围输入电压范围指开关电源正常工作情况下，允许输入的电压范围这个范围越宽，电源的适用性越强输出电压范围指开关电源能够输出的电压范围，通常需要根据负载的需求进行设定效率定义指开关电源的输出功率与输入功率之比高效率的开关电源能够减少能源的浪费，降低散热需求提高效率的方法采用低损耗的元件、优化电路设计、采用适当的散热措施等功率密度定义指开关电源的输出功率与其体积之比高功率密度的开关电源能够减小设备的体积和重量，便于携带和使用提高功率密度的方法优化电路设计、采用高集成度的元件、减小散热器的体积等电磁兼容性定义指开关电源在工作过程中对周围电磁环境的影响程度，以及抗干扰的能力良好的电磁兼容性能保证开关电源在复杂电磁环境下正常工作，避免干扰其他设备提高电磁兼容性的方法合理布置线路、采用适当的屏蔽措施、加强滤波等Part开关电源的设计与优化05输入电路的设计与优化输入滤波器设计为了减小对电网的谐波干扰，需要设计合适的输入滤波器，包括共轭滤波器和电感滤波器等输入保护电路设计为了保护电源不受电网电压的异常影响，需要设计输入过压保护、欠压保护和浪涌电流抑制等保护电路功率开关的设计与优化功率开关的选择功率开关的驱动电路设计根据电源的输出功率、工作频率和电压为了使功率开关能够快速、稳定地工作，等级等参数，选择合适的功率开关器件，需要设计合适的驱动电路，包括驱动电压、如MOSFET、IGBT等VS电流和保护电路等输出整流滤波器的设计与优化输出整流器的选择输出滤波器的设计根据电源的输出电压和电流参数，选择合适为了减小输出电压的脉动和噪声，需要设计的整流器，如肖特基二极管、快恢复二极管输出滤波器，包括LC滤波器和π型滤波器等等控制电路的设计与优化控制芯片的选择控制电路的辅助电路设计根据电源的性能要求，选择合适的控制芯片，为了使控制电路能够正常工作，需要设计辅如PWM控制器、PFM控制器等助电路，包括电源电路、采样电路和保护电路等Part开关电源的故障诊断与排除06常见故障类型及原因分析输出电压异常电源无法启动原因可能包括反馈电路故障、取原因可能包括输入电压异常、开样电阻损坏、光耦损坏等关管损坏、启动电阻开路等电源过热电源噪声大原因可能包括散热器不良、开关管热阻过大、变压器过热等原因可能包括开关管振动、输入电压过高、整流滤波不良等故障诊断方法与步骤测量法观察法2使用万用表测量关键点电1压、电阻值，判断电路是观察电源的外观、闻是否否正常有烧焦气味、摸元器件是否过热等替换法分段法34将可疑元件替换为正常元件，判断元件是否损坏将电路分段，逐段测量，缩小故障范围故障排除方法与步骤检查开关管、变压器、光耦等关检查输入输出电压是否正常，检键元件是否正常，如有损坏及时查整流滤波电路是否正常更换检查启动电阻、取样电阻、反馈检查电源的散热系统是否正常，电路等是否正常，如有故障及时如有问题及时处理修复THANKS感谢您的观看。